The effects of testosterone and cortisol on the cognitive domain of empathy

Abstract

Frühere Forschung hat gezeigt, dass Testosteron negativ mit empathischen Fähigkeiten in Verbindung steht. Diese Beobachtung bezieht sich sowohl auf pränatale Testosteronbelastung als auch auf den basalen Testosteronspiegel. Darüber hinaus haben pharmakologische Studien gezeigt, dass die Verabreichung von Testosteron zu einer Beeinträchtigung sozio-kognitiver Fähigkeiten führt, die mit Empathie in Verbindung gebracht werden. Außerdem hat sich gezeigt, dass auch Stress Auswirkungen auf Empathie und damit einhergehende soziale Phänomene haben kann. Die Annahme, dass Testosteron und Cortisol in Bezug auf Verhaltensweisen in sozialen Interaktionen miteinander interagieren, wird durch die Beobachtung gestützt, dass Cortisol und Testosteron intrinsisch ko-reguliert sind. In der vorliegenden Arbeit wollten wir anhand einer doppelverblindeten, Placebo-kontrollierten between-subject Studie untersuchen, wie eine einzelne Dosis Testosteron kognitive Prozesse bei gesunden jungen Männern (N = 120) beeinflusst, die im Zusammenhang mit kognitiver Empathie stehen. Kognitive Empathie wurde erhoben mittels des "Reading the mind in the eye" Tests, einer Aufgabe zur Emotionserkennung, einer Aufgabe zur Perspektivübernahme und einer Aufgabe zur Inhibition imitierender Tendenzen. Weiterhin haben wir unter Verwendung des Cold Pressor Test (CPT) und dem Socially Evaluative Cold Pressor Test (SECPT) zur Stressinduktion, mögliche interaktive Effekte von Stress und Testosteronverabreichung untersucht. Darüber hinaus haben wir untersucht, ob das Verhältnis des zweiten und vierten Fingers (2D:4D) - ein Mittel pränatale Testosteronbelastung zu erfassen - die Wirkung der Testosteronverabreichung auf kognitive Empathie mildert. Schließlich untersuchten wir mögliche direkte Zusammenhänge zwischen 2D:4D-Verhältnis, basalem Testosteronspiegel und der Leistung in den Aufgaben. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Testosteronverabreichung keinen negativen Einfluss auf die Leistung in den Aufgaben hatte. Darüber hinaus lieferten unsere Daten keine Hinweise auf einen interaktiven Effekt zwischen Testosterongabe und Stress. Wir fanden jedoch partielle Beweise für einen Zusammenhang zwischen dem 2D:4D-Verhältnis und der Leistung in den Aufgaben. Im Einklang mit früheren Forschungen fanden wir, dass in dem REMT und in der Aufgabe zur Perspektivübernahme, kleinere 2D:4D-Verhältnisse mit einer schlechteren Leistung assoziiert waren. Darüber hinaus prognostizierten höhere basale Testosteronwerte eine schlechtere Leistung bei der Aufgabe zur Perspektivübernahme. Während wir Beweise dafür fanden, dass Testosteron das Verhalten von Erwachsenen durch pränatale organisatorische Effekte modulieren könnte, wurden unsere Haupthypothesen zur Untersuchung der kausalen Effekte von Testosteron und Stress nicht bestätigt. Die vorliegende Studie liefert theoretische und methodische Erkenntnisse, die für die zukünftige Forschung zum Thema neuroendokrinologische Mechanismen, die soziokognitiven Prozessen zugrunde liegen, von Nutzen sein könnten.Previous research has suggested that testosterone is negatively associated with empathic abilities. This observation refers to both prenatal testosterone exposure as well as basal testosterone levels. Further, pharmacological treatment studies have shown that administration of testosterone leads to an impairment in socio-cognitive abilities related to empathy. Besides, stress has also been shown to have effects on empathy and related social phenomena. The assumption that testosterone and cortisol interact with each other in regard to behavioral outcome in social interactions is supported by the observation that cortisol and testosterone are intrinsically co-regulated. Here, using a double-blind, placebo-controlled between-subject design, we aimed to assess how a single dose of testosterone impacts cognitive processes related to cognitive empathy in healthy young men (N = 120). Cognitive empathy was assessed by the use of the Reading the mind in the eyes task, an emotion recognition task, a perspective-taking task and an imitation-inhibition task. Further, using the Cold Pressor Test (CPT) and the Socially Evaluative Cold Pressor Test (SECPT) for stress induction, we looked into possible interactive effects of stress and testosterone administration. In addition, we investigated whether the second-to-fourth digit ratio (2D:4D) – a proxy of fetal testosterone levels – moderated the effect of testosterone administration on cognitive empathy. Lastly, we examined possible direct links between 2D:4D ratios, basal testosterone levels and performance in the tasks. Our results indicate that testosterone administration did not have a negative impact on performance in the tasks. Further, our data did not provide any evidence for an interactive effect between testosterone administration and stress. We did however find partial evidence for a relationship between the 2D:4D ratio and performance in the task. In line with previous research, we found that in in the REMT and in the perspective-taking task, lower 2D:4D ratio, indicating higher fetal testosterone, was associated with poorer performance. Furthermore, higher basal levels of testosterone predicted poorer performance in the perspective-taking task. While we did find evidence that testosterone might modulate adult behavior through prenatal organizational effects, our main hypotheses investigating causal effects of testosterone and stress were not confirmed. The study provides a theoretical and methodological insight that might be of value for future research on the topic of neuroendocrinological mechanisms underlying socio-cognitive processes