Frühe Belastung wirkt sich je nach Geschlecht unterschiedlich auf das Gehirn aus

In einem Mausmodell konnten Forschende zeigen, dass frühe Belastung bei beiden Geschlechtern zu sozialer Unterordnung führte – Auswirkungen auf Verhalten, Belohnungsempfindlichkeit und Impulsivität unterschieden sich jedoch nach Geschlecht.

Wer früh im Leben großer Belastung ausgesetzt ist, hat ein höheres Risiko, im Erwachsenenalter eine psychische Erkrankung, wie etwa eine Angststörung, zu entwickeln. In einer kürzlich veröffentlichten Studie liefert ein Forschungsteam unter der gemeinsamen Leitung von Mathias Schmidt und Elisabeth Binder vom Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München zusammen mit internationalen Kooperationspartnern vom Douglas Research Center der McGill University in Montréal (Kanada) und der Université Côte d’Azur (Frankreich) nun eine umfassende, mehrstufige Analyse, wie Stress im frühen Leben die Gehirnfunktion und das Verhalten im Erwachsenenalter beeinflusst.

Gestresste Männchen zeigten repetitives Verhalten, gestresste Weibchen aßen mehr Süßes

Um die chronischen Belastungen nachzubilden, denen Menschen ausgesetzt sind, untersuchten die Forschenden Mäuse, die sowohl während der Schwangerschaft als auch in der frühen Lebensphase Stress ausgesetzt waren. Mithilfe von KI-gestütztem Video-Tracking und maschinellem Lernen erfasste das Team subtile Verhaltensmuster, die bei Standardtests oft übersehen werden. Während Stress in der frühen Lebensphase sowohl männliche als auch weibliche Mäuse in niedrigere soziale Ränge drängte, löste er auffallend unterschiedliche Muster im Alltagsverhalten aus: Gestresste Männchen verloren an Verhaltensflexibilität, verfielen in starre, repetitive Bewegungsgewohnheiten und zeigten klassische depressionsähnliche Symptome, darunter ein geringeres Interesse an süßen Belohnungen und eine erhöhte nächtliche Impulsivität. Gestresste Weibchen hingegen behielten ihre Verhaltensflexibilität bei und verzehrten mehr süße Leckereien als die nicht gestressten Kontrolltiere. Das zeigt einen grundlegenden geschlechtsspezifischen Unterschied in der Belohnungsempfindlichkeit auf.

Brain Imaging und Genetik zeigen gegensätzliche biologische Signalwege

Um die Biologie hinter diesen Verhaltensweisen zu verstehen, untersuchten die Forschenden die Gehirnaktivität und Genexpression im gesamten Gehirn. Langzeit-MRT-Scans zeigten, dass sich die Aktivität in den wichtigsten Zentren für Stress- und Emotionsverarbeitung im Gehirn in entgegengesetzte Richtungen verschob: Sie nahm bei gestressten Männchen zu, während sie bei gestressten Weibchen abnahm.

Auf molekularer Ebene identifizierten die Forschenden die geschlechtsspezifische Genregulation in zehn unterschiedlichen Hirnregionen. Dabei zeigten sich wichtige Belohnungs- und Angstzentren – insbesondere den Nucleus Accumbens und den Bed Nucleus der Stria Terminalis – als Hauptknotenpunkte geschlechtsspezifischer Umstrukturierungen. Frühe Belastung aktivierte bei Männchen Gene, die mit zellulärer Energie und Stoffwechsel in Verbindung standen, während sie bei Weibchen Signalwege auslösten, die mit der Plastizität und Vernetzung des Gehirns zusammenhingen.

Beim Vergleich dieser Ergebnisse mit postmortalen Hirndaten von Menschen mit schwerer Depression konnte das Team übereinstimmende, geschlechtsspezifische genetische Muster in denselben Hirnregionen feststellen. Diese Ergebnisse zeigen, dass frühes Trauma das männliche und das weibliche Gehirn über unterschiedliche biologische Wege umgestaltet.

Perspektiven für gezielte psychiatrische Interventionen

„In dieser Studie haben wir gelernt, wie sehr das Geschlecht die langfristige Auswirkung von frühem Trauma auf das Gehirn prägt“, erklärt Sowmya Narayan, Erstautorin der Studie. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass frühe Belastungen bei Männchen und Weibchen unterschiedliche neuronale Schaltkreise und molekulare Signalwege aktiviert.“

„Diese Arbeit stellt klassische, männerzentrierte Interpretationen stressbedingter Psychopathologie in Frage“, erklären die leitenden Co-Autoren Mathias Schmidt und Elisabeth Binder. „Die Erkenntnis, dass frühkindliches Trauma das Gehirn von männlichen und weiblichen Mäusen über unterschiedliche und oft gegensätzliche biologische Verläufe prägt, liefert einen Baustein für ähnliche Untersuchungen beim Menschen, und ebnet den Weg für geschlechtsspezifische Biomarker sowie präzisere und wirksamere therapeutische Strategien.“