Serotonin2A receptor binding potential in people with aggressive and violent behaviour

Serotonin2A receptor binding potential in people with aggressive and violent behaviour


J Psychiatry Neurosci 2008;33(6):499-508

Jeffrey H. Meyer, MD, PhD; Alan A. Wilson, PhD; Pablo Rusjan, PhD; Michael Clark, BSc; Sylvain Houle, MD, PhD; Scott Woodside, MD; John Arrowood, PhD; Krystle Martin, BSc; Michael Colleton, MD

Centre for Addiction and Mental Health and Department of Psychiatry, University of Toronto, Toronto, Ont.


Objective: Indexes of brain serotonin2A (5-HT2A) density have never been investigated in a sample of humans with violent aggressive behaviour unbiased by medication use or current axis I psychiatric disorders. The objective of this study was to investigate prefrontal cortex 5-HT2A binding potential (BPND), an index of 5-HT2A density, in an unbiased sample of people with violent aggressive behaviour.

Methods: We used [18F] setoperone positron emission tomography to measure 5-HT2A BPND in the dorsolateral prefrontal cortex (primarily sampling Brodmann area 9) in 16 participants with violent aggressive behaviour and 16 healthy control participants.

Results: In people with violent aggressive behaviours, the slope of 5-HT2A BPND decline in the dorsolateral prefrontal cortex is 44% less than in healthy control participants (analysis of variance group by age interaction, p = 0.004). Prefrontal cortex 5-HT2A BPND was significantly lower in participants with more severe impulsivity and aggression (multiple linear regression with age and Barratt Impulsivity Scale [BIS] as predictor variables and regional 5-HT2A BPND as dependent variable; effect of BIS, dorsolateral prefrontal cortex: F1,13 = 7.95, p = 0.014).

Conclusion: Lower prefrontal 5-HT2A BPND is related to violent aggression. Lower 5-HT2A BPND occurs at a younger age, when violent behaviour is more frequent, and is more prominent when impulsivity and aggression are more severe.


Objectif : On n’a jamais étudié les indices de la densité de la sérotonine2A (5-HT2A) dans le cerveau d’un échantillon d’êtres humains qui ont un comportement agressif violent sans distorsion attribuable à l’utilisation de médicaments ou à des troubles psychiatriques courants de l’axe I. Cette étude visait à analyser le potentiel de fixation (BPND) de la 5-HT2A dans le cortex préfrontal, indice de la densité de la 5-HT2A, dans un échantillon sans distorsion de personnes qui avaient un comportement agressif violent.

Méthodes : Nous avons utilisé la tomographie par émission de positrons et la [18F] sétopérone pour mesurer le potentiel BPND de la 5-HT2A dans le cortex préfrontal dorsolatéral (principalement dans l’aire de Brodmann 9) chez 16 participants qui avaient un comportement agressif violent et 16 participants témoins en bonne santé.

Résultats : Chez les personnes qui avaient des comportements agressifs violents, la pente de la diminution du potentiel BPND de la 5-HT2A dans le cortex préfrontal dorsolatéral est inférieure de 44 % à celle des participants témoins en bonne santé (analyse des groupes de variance selon l’interaction en fonction de l’âge, p = 0,004). Le potentiel BPND de la 5-HT2A dans le cortex préfrontal était beaucoup moins élevé chez les participants qui avaient une impulsivité et une agression plus sévères (régression linéaire multiple en fonction de l’âge et échelle de l’impulsivité de Barratt [BIS] comme variables prédictives et potentiel BPND régional de la 5-HT2A comme variable dépendante; effet de la BIS, cortex préfrontal dorsolatéral : F1,13 = 7,95, p = 0,014).

Conclusion : On établit un lien entre le potentiel BPND de la 5-HT2A dans le cortex préfrontal moins élevé et l’agressivité violente. Le BPND moins élevé de la 5-HT2A fait son apparition à un âge plus jeune, lorsque le comportement violent est plus fréquent, et il est plus évident lorsque l’impulsivité et l’agression sont plus sévères.

Medical subject headings: aggression; serotonin; receptors, serotonin, 5-HT2A; positron emission tomography; setoperone; suicide.

Competing interests: Dr. Meyer has received operating grant support from Eli Lilly Canada, GlaxoSmithKline and Lundbeck. This project was not funded by these companies nor were any of these companies involved in any aspect of this project.

Submitted Mar. 21, 2007; Revised Aug. 20, Dec. 18, 2007; Accepted Dec. 19, 2007

Correspondence to: Dr. J.H. Meyer, Centre for Addiction and Mental Health—College St. Site, PET Centre, 250 College St., Toronto ON M5T 1R8;

Contributors: Drs. Meyer, Wilson and Arrowood designed the study. Drs. Meyer, Wilson, Houle, Woodside and Colleton and Ms. Martin acquired the data, which Drs. Meyer, Rusjan and Houle, Mr. Clark and Ms. Martin analyzed. Drs. Meyer, Rusjan, Houle, Arrowood, Colleton and Ms. Martin wrote the article, which Drs. Meyer, Wilson, Houle and Woodside and Mr. Clark reviewed. All authors provided final approval for publication.

Acknowledgements: This research received project support from the Canadian Institutes of Health Research. We thank technician Alvina Ng and engineers Terry Bell and Ted Brandts-Harris for their assistance with this project.