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Exploring the potential of low-intensity focused ultrasound stimulation (LIFUS) targeting the nucleus accumbens
a causal study of cognitive and affective outcomes, and a methodological proof-of-concept
Nils Frederick Ehret
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Psychologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Psychologie
Betreuer*in
Helmut Leder
DOI
10.25365/thesis.81676
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-14556.12864.259620-1
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Zielsetzung: Diese Proof-of-Concept-Studie untersucht, ob eine Modulation des Nucleus Accumbens (NAc) durch Low-Intensity Focused Ultrasound (LIFUS) kognitive Flexibilität, Stimmung und hedonische Verarbeitung bei gesunden Personen kausal beeinflusst. Relevanz: Der NAc stellt ein integratives Zentrum im Gehirn dar. Er befindet sich im basalen Vorderhirn, ist in sämtliche Hauptneurotransmitterkreisläufe eingebunden – insbesondere in dopaminerge Netzwerke – und erhält umfassende kortikale Eingänge, wobei seine Ausgänge vorwiegend inhibitorisch sind. LIFUS ist eine Methode zur nicht-invasiven Hirnmodulation, die im Vergleich zu anderen Verfahren eine höhere Präzision aufweist und erstmals eine gezielte Stimulation tieferliegender Hirnstrukturen ohne invasive Verfahren ermöglicht. Die kognitiven und affektiven Effekte von LIFUS auf subkortikale Areale sowie deren Einfluss auf subjektives Erleben wurden bislang in gesunden Personen kaum systematisch untersucht. Methode: Die Untersuchung erfolgte in einem Within-Subject-Design (eine Gruppe; N = 21) mit zwei Bedingungen (NAc-Sonikation vs. Sham-Sonikation). Kognitive Flexibilität (CF), eine zentrale Funktion kreativen Denkens und problemlösenden Verhaltens, wurde mithilfe des Stroop-Tests in einem Task-Switching-Paradigma erfasst. Stimmung, als mehrdimensionaler und vorwiegend subjektiver Zustand, wurde mittels einer visuellen Analogskala zur Selbstbeurteilung erhoben. Hedonie – die Fähigkeit, Freude zu suchen und zu empfinden – ist ein zentrales Konstrukt für Well-being, wurde über eine neu entwickelte Musikaufgabe erfasst. Ergebnisse und Schlussfolgerung: Da sich in keiner der getesteten Hypothesen signifikante Ergebnisse zeigten, liefert diese Studie primär Anhaltspunkte für zukünftige Untersuchungen. Die vorliegenden Befunde legen nahe, dass das eingesetzte LIFUS-Protokoll sowie der gewählte zeitliche Rahmen keine messbaren Effekte auf verhaltensbezogene oder subjektive affektive Zustände durch eine NAc-Sonikation hervorrufen konnten.
Abstract
(Englisch)
Objective: This proof-of-concept study investigates whether Low-intensity focused ultrasound (LIFUS) modulation of the Nucleus Accumbens (NAc) causally influences cognitive flexibility (CF), mood, and hedonic processing in healthy individuals. Relevance: The NAc is an integrative hub in the brain. It is located in the basal forebrain, receives inputs from all major neurotransmitter circuits - most notably dopaminergic ones - it primarily sends inhibitory outputs. LIFUS is a method of non-invasive brain modulation that is more precise than comparable methods with the possibility of targeting deeper brain structures which has not been possible before non-invasively. In healthy humans, cognitive and affective effects of LIFUS, targeting subcortical areas, and its effects on subjective mental states have not yet been studied thoroughly. Method: This research gap was addressed with a within-subject study design (1 group; N = 21) in two levels (NAc-sonication vs. Sham sonication). CF is a key function of creativity and problem solving; it was tested via the Stroop task in a task-switching paradigm. Mood is a multi-faceted mental state that is mainly a subjective experience, tested with the visual analog mood scale (self-evaluation). Hedonia - the ability to experience and seek joy - is a key construct of well-being and was measured via a novel music-task. Results and conclusion: While the results were non-significant, this study might provide valuable information for future studies. Especially since it shows that our implemented LIFUS protocol may not affect cognitive and subjective mood-related outcomes in the expected time frame.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Niedrig-intensive fokussierte Ultraschall Stimulation Nucleus Accumbens Subkortikale Neuromodulation Affektive Verarbeitung Kognitive Flexibilität
Schlagwörter
(Englisch)
Low-Intensity Focused Ultrasound Nucleus Accumbens Subcortical Neuromodulation Affective Processing Cognitive Flexibility
Autor*innen
Nils Frederick Ehret
Haupttitel (Englisch)
Exploring the potential of low-intensity focused ultrasound stimulation (LIFUS) targeting the nucleus accumbens
Hauptuntertitel (Englisch)
a causal study of cognitive and affective outcomes, and a methodological proof-of-concept
Paralleltitel (Deutsch)
Untersuchung des Potenzials von niedrig-intensiver fokussierter Ultraschall-Stimulation auf den Nucleus Accumbens
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
vi, 68 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Helmut Leder
Klassifikation
77 Psychologie > 77.05 Experimentelle Psychologie
AC Nummer
AC17965846
Utheses ID
80292
Studienkennzahl
UA | 066 | 840 | |