This thesis corroborates to a better understanding of the interplay between the brain and the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis in response to acute psychosocial stress. Moreover, the impact of stress exposure time as well as gender differences were investigated. In a first step, a psychosocial stress paradigm suited for scanner environments – called ScanSTRESS – was evaluated and a hierarchical analysis strategy was developed. In the study proper, changes in brain activation, cortisol levels, affect, and heart rate responses to the improved ScanSTRESS protocol were assessed in 67 young, healthy participants (36 men, 31 women, all taking oral contraceptives; mean age 23.06 ± 3.14 years). Stress exposure led to significant increases in cortisol levels, heart rate, and negative affect ratings as well as activations and deactivations in (pre)limbic regions. When individual cortisol increases were used as covariate, stronger responses in the hippocampus, amygdala, medial prefrontal cortex, and cingulate gyrus were observed. Responses within the same regions predicted negative affect ratings throughout the protocol. Remarkably, an increasing deactivation over the two runs of ScanSTRESS was found, again, in the same structures. Regarding gender differences, responses of the hippocampus, amygdala, cingulate cortex, thalamus, and striatal structures were differentially associated with cortisol increases in women and men. For men, higher cortisol increases resulted in more activation of these striato-limbic structures whereas in women higher cortisol increases were associated with more deactivation.

Diese Dissertation trägt zu einem besseren Verständnis des Zusammenspiels zwischen dem Gehirn und der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse (HHNA) in Reaktion auf akuten psychosozialen Stress bei. Darüber hinaus wurden die Auswirkungen der Stress-Expositionszeit sowie Geschlechtsunterschiede untersucht. In einem ersten Schritt wurde ein für funktionelle Magnetresonanztomographen geeignetes psychosoziales Stressparadigma - ScanSTRESS - evaluiert und eine hierarchische Analysestrategie entwickelt. In der eigentlichen Studie wurden Veränderungen der Gehirnaktivierung, der Cortisollevel, des Affekts und der Herzfrequenz als Reaktion auf das verbesserte ScanSTRESS-Protokoll bei 67 jungen, gesunden ProbandInnen (36 Männer; 31 Frauen, die alle orale Kontrazeptiva einnahmen; Durchschnittsalter 23,06 ± 3,14 Jahre) untersucht. Die Stress-Exposition führte zu signifikanten Erhöhungen des Cortisolspiegels, der Herzfrequenz und der Bewertungen des negativen Affekts sowie zu Aktivierungen und Deaktivierungen in (prä)limbischen Regionen. Wenn individuelle Cortisolanstiege als Kovariate verwendet wurden, wurden stärkere Reaktionen im Hippocampus, der Amygdala, dem medialen präfrontalen Cortex und dem Gyrus Cinguli beobachtet. Die Antworten in denselben Regionen sagten während des gesamten Protokolls negative Affektbewertungen voraus. Bemerkenswerterweise wurde eine zunehmende Deaktivierung über die beiden Durchgänge von ScanSTRESS gefunden, wiederum in denselben Strukturen. Bezüglich der geschlechtsspezifischen Unterschiede, waren die Reaktionen des Hippocampus, der Amygdala, des Gyrus Cinguli, des Thalamus und striataler Strukturen bei Frauen und Männern unterschiedlich mit Cortisolanstiegen assoziiert. Bei Männern führten höhere Cortisolanstiege zu einer stärkeren Aktivierung dieser striato-limbischen Strukturen, während bei Frauen höhere Cortisolanstiege mit einer stärkeren Deaktivierung verbunden waren.