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Genetic Determinants of Empathy. Research perspectives derived from a comprehensive research review and from the analysis of a study associating dispositional emotional empathy with a common oxytocin receptor polymorphism

Hütter, Franz

HINTERGRUND Diese Arbeit beschreibt die Ergebnisse einer Literaturstudie zur aktuellen genetischen Empathieforschung sowie die Ergebnisse einer eigenen empirischen Untersuchung zur Assoziation zwischen einem gängigen Polymorphismus des Oxytocin Rezeptor (OXTR) Gens mit dem Persönlichkeitsmerkmal der Empathiefähigkeit. Die Ergebnisse der Literaturstudie wurden zur Analyse der eigenen Studie herangezogen und dienten der Ableitung von Perspektiven für die künftige genetische Empathieforschung METHODEN Die Literaturstudie basiert auf einer strukturierten Suche in den NCBI Datenbanken PubMed, Gene und dbSNP. Für die empirische Studie wurden 421 gesunde Blutspender am Institut für Transfusionsmedizin der Universitätsklinik Essen rekrutiert (231 Männer, 190 Frauen, Alter zwischen 18 und 74 Jahren). Die Probanden füllten die deutsche Version des Interpersonal Reactivity Index (IRI), eines häufig verwendeten Empathie-Fragebogens aus. Sodann erfolgte die Genotypisierung nach dem OXTR rs53576 Polymorphismus. ERGEBNISSE In der Literaturstudie fanden sich Evidenzen für neuronale Korrelate der im IRI gemessenen Subskalen der Empathiefähigkeit. Da der Großteil der genetischen Empathieforschung sich auf OXTR Polymorphismen konzentriert, wurde dieser Forschungsschwerpunkt im Kontext einer polygenetischen Determinierung der Empathiefähigkeit mit erheblichen Einflüssen von Gen x Gen- sowie Gen x Umwelt- Interaktionen perspektiviert. In der Studie war die Empathiefähigkeit signifikant mit dem rs53576 Polymorphismus assoziiert (p = 0.01), wobei die Mediane entsprechend der Allel-Dosis von AA zu GA anstiegen. Dieser Haupteffekt wurde explorativ in einer spezifischen Assoziation des Polymorphismus mit der emotionalen ‘empathic concern’ Skala des IRI verortet (p = 0.02). Eine geschlechtsspezifische Analyse ergab nur in der Gruppe der Frauen (p = 0.04), nicht jedoch in der Gruppe der Männer (p = 0.20) einen signifikanten Zusammenhang. Diese Tatsache wurde als Hinweis auf einen möglichen Geschlechterdimorphismus diskutiert. Bei der Analyse der Studie stellte sich die Anwendung von nicht-parametrischer Statistik Auswertung diskontinuierlicher Genotyp-Effekte als überlegen heraus. Ferner zeigte sich die Notwendigkeit, nach Störvariablen wie Geschlechterstereotypen über Empathie zu kontrollieren. Aufgrund der kleinen Effektstärken einzelner Polymorphismen wurde eine Power-Analyse durchgeführt, um erforderliche Stichprobengrößen für die Detektion dieser kleinen Effekte und für den Nachweis signifikanter Geschlechterunterschiede zu errechnen. FAZIT Die Ergebnisse der Arbeit sprechen für eine Erweiterung des Fokus der genetischen Empathieforschung über das Oxytocin-System hinaus. Die Arbeit leistet ferner einen Beitrag zur Entwicklung einer konsistenten Strategie zur Datenerhebung und statistischen Analyse in der genetischen Empathieforschung.

BACKGROUND This thesis presents a review of genetic empathy research and an analysis of an own genetic association study between a common oxytocin receptor (OXTR) polymorphism and dispositional empathy. Results of the review are utilized in the analysis of the association study for identifying methodological directions for future empathy research. METHODS The research review was conducted on the basis of a structured query in the NCBI databases PubMed, Gene and dbSNP. In the empirical study, 421 healthy blood donors (231 male, 190 female, age between 18 and 74 years) at the Institute for Transfusion Medicine of the University Hospital in Essen, Germany, filled in the German version of the Interpersonal Reactivity Index (IRI), a frequently used self-report questionnaire of dispositional empathy, and were genotyped for the OXTR rs53576 polymorphism. RESULTS The review found evidence for neural correlates of the subdomains of empathy measured by the IRI. Given the fact that the bulk of genetic empathy research so far has focused on associations with OXTR polymorphisms, the review situated this mainstream direction of research within the bigger picture of a polygenetic determination of empathy, which is, furthermore, characterized by marked gene by gene and gene by environment interactions. In the study, overall trait empathy was significantly associated with rs53576 (p = 0.01), with median scores increasing form AA to GG genotypes by allele-dosage. This main effect was shown to originate from a specific association with the emotional empathic concern scale of the IRI (p = 0.02). A sub-group analysis by sex revealed a significant association of the polymorphism with female (p = 0.04), but not with male (p = 0.20) empathic concern, suggesting a possible sexually dimorphic association. In the analysis of the study, a non-parametric statistical approach to the analysis of discontinuous genotype effects was suggested to be superior to the commonly used parametric statistics. Moreover, the necessity to control for confounding variables such as gendered empathic stereotypes was demonstrated. Concerning the small effect sizes of associations with single genetic variations, required sample sizes were calculated for detecting these small and possibly sexually dimorphic effects with sufficient power. CONCLUSIONS The thesis underscores the desirability of extending the scope of genetic empathy research beyond the oxytocin system and contributes to the development of a consistent methodology for data acquisition and statistical analysis in genetic empathy research.

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Hütter, Franz: Genetic Determinants of Empathy. Research perspectives derived from a comprehensive research review and from the analysis of a study associating dispositional emotional empathy with a common oxytocin receptor polymorphism. 2018.

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