Forscher identifizieren Angst-Erinnerungen im Hypothalamus

Einem internationalen Forscherteam ist es gelungen, Strukturen im Gehirn für das Erinnern von Angst zu identifizieren. Dadurch sind völlig neue Therapieansätze denkbar.

Ein internationales, interdisziplinär besetztes Forscherteam hat nachgewiesen, dass Erinnerungen auch im Hypothalamus abgebildet werden können. Bisher war man davon ausgegangen, dass Erinnerungen ausschließlich im Hippocampus entstehen und später im Cortex gespeichert werden. Die Arbeit kann als wichtige Grundlage angesehen werden, um neue Therapieansätze für Menschen mit allgemeinen Angstzuständen und insbesondere mit posttraumatischen Belastungsstörungen zu entwickeln.

Im Gehirn werden Erinnerungen durch selektiv aktivierte „Zell-Ensembles“ organisiert, sogenannte Engramme. Es handelt sich also um ganz bestimmte Konstellationen interagierender Zellen. Die Wissenschaftler entwickelten eine neuartige genetische Methode zur selektiven Markierung der Oxytocin produzierender Neuronen, die während des Lernens, der Gedächtnisbildung und des Gedächtnisabrufes beteiligt sind. Mit Hilfe dieser Technik entdeckten sie, dass tatsächlich in den hypothalamischen Schaltkreisen des Gehirns kontextspezifische Engramme gebildet und erhalten werden können und dass die Störung dieser Engrammkreise die Angsterinnerungen drastisch beeinflusst.

Die markierten Zellen konnten in Versuchen mit Ratten dann durch die Stimulation mit Blaulicht (Optogenetik) aktiviert oder durch Zugabe einer synthetischen Chemikalie (Chemogenetik) stummgeschaltet werden. Als die Forscher die so markierten Zellen aktivierten, bewegten sich die Tiere, die gelernt hatten, sich in einer gefährlichen Umgebung nicht zu bewegen. Sobald das blaue Licht wieder ausgeschaltet wurde, kehrte die Angst zurück und die Tiere verharrten wieder regunglos. „Auf diese Weise konnten wir zeigen, dass die markierten Zellen das Wissen über die Angst enthalten“, sagte ZI-Forscher Prof. Valery Grinevich.

Die Forscher führten zudem das umgekehrte Experiment durch: Stummschalten der Engramm-Oxytocin-Neuronen. So fanden sie heraus, dass derselbe Schaltkreis auch erforderlich ist, um das Angstgedächtnis wieder zu löschen. Bemerkenswerterweise zeigen diese Zellen eine enorme Plastizität, indem sie von einer langsamen Übertragung, die durch das Neuropeptid Oxytocin vermittelt wird, zu einer schnellen Reaktion durch die schnell aktivierende Glutamatübertragung wechseln.

Nach Ansicht der Wissenschaftler ermöglicht diese Entdeckung neue Studien, um die Engramme des Gedächtnisses in den verschiedenen Hirnregionen zu untersuchen – sowohl in den unteren als auch in den höheren Hirnstrukturen. Durch das Verständnis der anatomischen und funktionellen Angstschaltungen sollte es ihrer Ansicht nach möglich sein, innovative Strategien zur Behandlung von psychischen Erkrankungen des Menschen zu entwickeln. Ein pathologisches Angstgedächtnis liegt zum Beispiel bei allgemeinen Angstzuständen und insbesondere bei posttraumatischen Belastungsstörungen vor.

Originalpublikation:
Hasan MT et al.: A Fear Memory Engram and Its Plasticity in the Hypothalamic Oxytocin System.
Neuron, 13. Mai 2019