Netzwerk im Gehirn von Mäusen entdeckt, das Stress und Sozialverhalten steuert

Eine Studie der UCLA (USA) hat einen wichtigen Knotenpunkt im Gehirn von Mäusen kartiert, der Stressreaktionen und Sozialverhalten reguliert. Damit liefert sie neue Erkenntnisse über die neuronalen Ursachen psychiatrischer Erkrankungen wie posttraumatischer Belastungsstörungen, Depressionen und Angstzuständen.

Eine in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlichte Studie untersucht einen Bereich des medialen präfrontalen Kortex, der mit Persönlichkeit und Emotionsregulation verknüpft ist. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Region Signale aus dem gesamten Gehirn integriert, um physiologische und verhaltensbezogene Reaktionen zu koordinieren. Die Ergebnisse könnten dazu beitragen, klassische Fälle von Persönlichkeitsveränderungen zu erklären, und eröffneten neue Wege zum Verständnis und zur Behandlung komplexer neuropsychiatrischer Störungen, erklärte der Hauptautor Dr. Hong Wei Dong, Professor für Neurobiologie an der UCLA Health und Direktor des UCLA Brain Research & Artificial Intelligence Nexus.

„Diese Arbeit liefert uns einen Schaltplan eines der geheimnisvollsten Kontrollzentren des Gehirns. Sie bildet die Grundlage für die Entwicklung gezielter Therapien für stressbedingte und soziale Funktionsstörungen“, berichtet Dong.

Phineas Gage und der präfrontale Kortex

Seit mehr als 170 Jahren steht der Fall eines Eisenbahnmitarbeiters namens Phineas Gage sinnbildlich für das Rätsel, wie das Gehirn Emotionen und Verhalten reguliert. Gage erlitt eine Verletzung des Frontallappens, die seine Persönlichkeit stark veränderte. Er wurde impulsiv, sozial ungehemmt und hatte Schwierigkeiten, Entscheidungen zu treffen. Diese Symptome halfen Wissenschaftlern, den präfrontalen Kortex als einen wichtigen Regulator der Persönlichkeit, des Sozialverhaltens und der Emotionskontrolle zu identifizieren. Die detaillierten neuronalen Schaltkreise und Mechanismen, die diesen Veränderungen zugrunde liegen, blieben jedoch bislang unklar.

Ein Schaltplan für das Kontrollzentrum des Gehirns

In seiner Studie verwendete Dongs Team genetische Markierung, 3D-Gehirnbildgebung und KI-gesteuerte Schaltkreiskartierung. Damit kartierten die Forschenden die komplexen Verbindungen des medialen präfrontalen Kortex bei Mäusen, einschließlich des dorsalen Pedunkulums und des infralimbischen Bereichs. Diese Regionen lassen sich funktionell mit Teilbereichen des ventromedialen präfrontalen Kortex (vmPFC) beim Menschen vergleichen. Sie fungieren als Knotenpunkte, die sensorische und interne Körpersignale integrieren, um emotionale und physiologische Reaktionen zu koordinieren. Die Ergebnisse zeigen, wie diese Knotenpunkte die emotionale Stabilität und Stressregulation steuern, und liefern einen zellulären Bauplan der Schaltkreise, die im menschlichen vmPFC erhalten sind.

Neuronale Schaltkreise bei Stress und Emotion

„Unsere Arbeit schließt eine wichtige Lücke im Verständnis darüber, wie diese Hirnregionen komplexe Verhaltensweisen und Stressreaktionen koordinieren“, erläutert Dong. „Durch die Identifizierung der genauen beteiligten Schaltkreise öffnen wir die Tür zur Entwicklung besserer diagnostischer Verfahren und gezielter Therapien für psychiatrische und neurologische Störungen.“ Den Forschenden zufolge machen die Ergebnisse deutlich, dass Fortschritte in der Grundlagenforschung zunehmend konkrete Anknüpfungspunkte für die Entwicklung klinischer Anwendungen liefern können.

(lj/BIERMANN)