Forscher verbinden Psychosen mit dem Wegfall von chemischen Belohnungen in den Gehirnen von Mäusen.

0

Eine kürzlich durchgeführte Studie an Mäusen führte ein Forscherteam in Japan zu der Annahme, dass eine Psychose durch Probleme mit spezialisierten Nervenzellen tief im Gehirn sowie durch eine bestimmte Art von Lernverhalten verursacht werden könnte. Die Forscher hoffen, dass dies Einblick in die Entstehung von Wahnvorstellungen bei Patienten mit Psychose oder Schizophrenie geben könnte, um Wege zu finden, ihnen zu helfen.

Eine Psychose ist ein lähmender psychischer Zustand mit einer langen Vorgeschichte. In den medizinischen Schriften des Hippokrates bereits im 4. Jahrhundert v. Chr. beschrieben, stellt der psychotische Zustand von Halluzinationen, Wahnvorstellungen und gestörtem Denken eine existenzielle Bedrohung für den betroffenen menschlichen Geist dar. Nun schlägt ein Forscherteam des Internationalen Forschungszentrums für Neurointelligenz (IRCN) und der Graduate School of Medicine der Universität Tokio sowie der Graduate School of Informatics der Universität Kyoto vor, dass die Psychose eine fehlerhafte neuronale Signalübertragung in einem tiefen Hirnareal, dem so genannten ventralen Striatum, während eines Verhaltens, das als Diskriminierungslernen bezeichnet wird, beinhaltet.

Unter der Leitung von Dozent Sho Yagishita und Professor Haruo Kasai untersuchten die Forscher die Art und Weise, wie Mäuse zukünftige Belohnungen in ihrer Umgebung vorhersagen, ein Verhalten, das als Belohnungslernen bekannt ist und das wir Menschen und auch andere Säugetiere teilen. Beim Belohnungslernen wird ein chemischer Botenstoff Dopamin an ein Rezeptorprotein im Gehirn, den so genannten Dopamin-D1-Rezeptor (D1R), abgegeben, um die Erwartung einer Belohnung zu signalisieren. Konkret suchte das Team nach einem zweiten Dopaminsignal, das nur dann auftritt, wenn die erwartete Belohnung ausbleibt – Belohnungsauslassung.

Die Forscher vermuteten, dass dieses Signal für die Auslassung der Belohnung in Neuronen des ventralen Striatum-Bereichs des Gehirns existiert, die ein Gegenstück zu D1R, den Dopamin-D2-Rezeptor (D2R), enthalten. Zufälligerweise ist D2R der wichtigste Gehirnrezeptor für fast alle bisher verwendeten antipsychotischen Medikamente. Das Team zeigte, dass die Auslassung der Belohnung in diesen Neuronen ein Signal auslöst, das als Dopamin-Dip bezeichnet wird, ein Absinken des Dopaminspiegels, das weniger als eine Sekunde dauert.

Diese Dips scheinen zum Prozess des Diskriminierungslernens beizutragen, der beinhaltet, wie alle Tiere, auch der Mensch, zuvor erlernte Belohnungen und Bestrafungen beurteilen. Um den Zusammenhang zwischen Dips und diskriminierendem Lernen zu untersuchen, verwendeten die Forscher ausgeklügelte optogenetische Technologien, um die Dips erstmals künstlich zu erhöhen oder zu verringern, und maßen deren Auswirkungen auf die Art und Weise, wie die Mäuse die Belohnungen einschätzen. Die Optogenetik ist eine Möglichkeit, künstliche lichtempfindliche Proteine mit fein kontrolliertem Laserlicht zu aktivieren, um die neuronale Aktivität ein- oder auszuschalten.

“Wir beobachteten zunächst, dass Dips bestimmte synaptische Strukturen, die als Stacheln bezeichnet werden, dazu veranlassten, sich auszudehnen und Signale innerhalb der D2R-Neuronen zu senden”, sagte Yagishita. “Wir suchten mehrere Jahre lang, bevor wir entdeckten, dass das Unterscheidungslernen der kognitive Prozess ist, der das Belohnungslernen nach Dopamin-Dips verfeinert”.

Tun Sie mir einen Gefallen: Bitte TEILEN Sie diesen Beitrag.

Um einen Zusammenhang mit Psychosen herzustellen, verabreichten die Autoren eine bekannte psychose-auslösende Droge, Methamphetamin, und zeigten, dass sowohl das diskriminierende Lernen als auch Dopamin-Dips beeinträchtigt waren. Infolgedessen zeigten Mäuse übertriebene Verhaltens- und Dopaminreaktionen, selbst wenn keine Belohnung gewährt wurde, wie es bei menschlichen Psychosen der Fall ist. Diese Defizite konnten mit einem antipsychotischen Präparat, das die D2R-Aktivität blockiert, verhindert werden.

“Wenn das D2R-Signal- und Diskriminierungslernen beeinträchtigt ist, sind die Probanden möglicherweise nicht in der Lage, Objekten oder Personen in ihrer Umgebung eine angemessene Bedeutung zuzuordnen, und ihre Ängste oder Unsicherheiten könnten die Lücke ausfüllen”, sagte Yagishita. “Verfolgungswahn entsteht zum Beispiel dadurch, dass Fremden, die keine Bedrohung darstellen, fälschlicherweise böswillige Absichten zugeordnet werden.

Die Autoren schlagen vor, dass diese Ergebnisse ein bisher unbekanntes Fenster zur Psychose öffnen. Ihre Daten zeigen, dass ein antipsychotisches D2R-Medikament die Auswirkungen einer Psychose, die eine solche auslöst, umkehren kann, indem es gezielt die Dopamin-Dips und das Diskriminierungslernen auf ein normales Niveau zurückbringt. Ihre Hypothese ist, dass eine Beeinträchtigung des Diskriminationslernens zu einer Unfähigkeit führen kann, die Umwelt genau vorherzusagen, was zu offenen Symptomen einer Psychose oder Schizophrenie führen kann.

“Das Gehirn scheint eine intrinsische Kapazität für Phantasie oder wahnhaftes Denken zu haben, aber es gibt eingebaute Kontrollen wie das D2R-Diskriminierungslernen, die uns helfen, unsere Fehlurteile zu korrigieren”, kommentierte Kasai. “Unsere Studie wirft die Möglichkeit auf, dass wir, wenn diese korrigierenden Kontrollen zusammenbrechen, Gefahr laufen, den Kontakt zur Realität zu verlieren und in eine Abwärtsspirale der Pathologie zu geraten”.

Mit Blick auf die Zukunft schloss Kasai: “Wir hoffen, ein allgemeines Lernmodell zu entwickeln, das klinische Kognitionsstörungen berücksichtigt und auch zu neuen Prinzipien für die KI (künstliche Intelligenz) der nächsten Generation führen kann”.

Diese Forschung ist eine von Experten begutachtete experimentelle Studie an Mäusen. Sie wird in Nature veröffentlicht.

Share.

Leave A Reply