Große Emotionen im Kleinhirn

Das Kleinhirn steuert Bewegungen und hilft, Emotionen zu kontrollieren. Das wusste auch schon Otto Waalkes, wie sein Sketch „Kleinhirn an Großhirn: Jungs, lasst doch die Aufregung, ihr zieht doch sowieso den Kürzeren“ zeigt. Wissenschaftler der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben sich das Kleinhirn genauer angesehen – vor allem seine Fähigkeit, Voraussagen auf der Basis von Vorerfahrung zu treffen und aus nicht eingetroffenen Vorhersagen zu lernen.

Wenn man in einer bestimmten Situation etwas sehr Unangenehmes erleben muss, prägen sich die äußeren Umstände oft genau ein. Ein bestimmter Geruch oder ein bestimmtes Geräusch können später ausreichen, um die unangenehme Situation wiederholt zu erleben – und man reagiert ängstlich. Oft dauert es lange, bis solche Reize nicht mehr mit dem Erlebten verbunden werden.

Dieses Lernen und Verlernen hat das Forscherteam im Labor nachgestellt. „Während wir Versuchspersonen ein Bild gezeigt haben, versetzten wir ihrer Hand einen elektrischen Reiz. Nach wenigen Malen stellt sich beim Sehen des Bildes eine Furchtreaktion ein“, erklärte Thomas Ernst, Doktorand in der Arbeitsgruppe von Prof. Dagmar Timmann-Braun. „Parallel haben wir uns die Aktivität des Kleinhirns an einem Ultrahochfeld-Magnetresonanztomographen (MRT) angesehen.“

Die Aktivität des Kleinhirns nahm zu, wenn Bilder gezeigt und ein elektrischer Reiz erwartet wurde. Am stärksten war das Kleinhirn aber aktiv, wenn der elektrische Reiz unerwartet gar nicht kam. „Das kann man als Fehlersignal im Kleinhirn interpretieren“, sagte Ernst.

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass das Kleinhirn bei Voraussagen und insbesondere dem Erkennen von Fehlern dieser Voraussagen eine Rolle spielt. Für Bewegungen ist dieser Lerneffekt schon länger bekannt. „Wir haben nun nachweisen können, dass das auch für das Lernen und Verlernen von unangenehmen Emotionen gilt“, erklärte Timmann-Braun, die die Professur für Experimentelle Neurologie in der Klinik für Neurologie des Universitätsklinikums Essen (UK Essen) innehat.

Originalpublikation:
Ernst TM et al: The cerebellum is involved in processing of predictions and prediction errors in a fear conditioning paradigm. eLife, 29. Ausgust 2019