Studie: Schilddrüsen-Hormone regen das Erkundungsverhalten an

Eine neue Studie in einem Tiermodell der Harvard Medical School, USA, zeigt, dass Schilddrüsenhormone neuronale Verknüpfungen so verändern, dass das Erkundungsverhalten angeregt wird.

Trotz einer langen Geschichte der Forschung darüber, wie Schilddrüsenhormone die verschiedenen Organe des menschlichen Körpers beeinflussen, blieben ihre Auswirkungen auf das wohl wichtigste Organ – das Gehirn – bisher im Dunkeln, schreiben eingangs die Autoren der vorliegenden Studie. Jetzt haben Wissenschaftler der Harvard Medical School neue Erkenntnisse über die Auswirkungen von Schilddrüsenhormonen auf das Gehirn gewonnen. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift „Cell“ veröffentlicht.

Durch die gleichzeitige Veränderung der neuronalen Verknüpfungen und der Stoffwechselrate kamen die Forscher zu dem Schluss, dass Schilddrüsenhormone das Gehirn und den Körper so koordinieren, dass sie das Erkundungsverhalten genau dann auslösen, wenn es am nötigsten ist – zum Beispiel während der Jahreszeiten, wenn die Tiere Partner finden oder Ressourcen anhäufen müssen. „Es ist bekannt, dass Schilddrüsenhormone den Stoffwechsel modulieren, und jetzt haben wir gezeigt, dass sie auch das Erkundungsverhalten durch direkte Einwirkung auf das Gehirn modulieren“, kommentiert der Hauptautor Daniel Hochbaum.

Die Ergebnisse tragen nach Angaben der Forscher auch zur Klärung der Frage bei, wie ein zu niedriger Hormonspiegel zu depressiven Zuständen führen kann, die durch einen geringen Erkundungsdrang gekennzeichnet sind, während ein zu hoher Spiegel manische Zustände auslösen kann, die durch einen extremen Erkundungsdrang gekennzeichnet sind.

Verlauf der Studie

„Es ist bemerkenswert, dass der Schilddrüsenhormonrezeptor im erwachsenen Gehirn nicht nur im Hypothalamus, sondern im Grunde überall vorhanden ist“, so Hochbaum. Um zu untersuchen, warum das so ist, führten Hochbaum, Sabatini und ihr Team eine genetische Sequenzierung einzelner kortikaler Zellen bei Mäusen durch.

Sie fanden heraus, dass das Hormon auf neuronale Schaltkreise in der Hirnrinde wirkt, indem es verschiedene Gene anschaltet und so die neuronalen Verknüpfungen verändert. Wenn die Forscher einen höheren Schilddrüsenhormonspiegel in der Hirnrinde induzierten, waren die Mäuse außerdem eher bereit, ihre Umgebung zu erkunden und Risiken einzugehen. Wenn die Forscher dagegen die Wirkung des Hormons nur in der Hirnrinde blockierten, änderten die Tiere ihre Erkundungsbereitschaft nicht mehr in Abhängigkeit vom Schilddrüsenhormonspiegel. „Dies sagte uns, dass das Schilddrüsenhormon wichtige Dinge direkt in der Hirnrinde bewirkt“, so Hochbaum.

Stoffwechselrate in wärmeren Jahreszeiten tendenziell höher

Die Ergebnisse warfen jedoch eine neue Frage auf: Warum sollte ein Hormon, das den Stoffwechsel steuert, auch Gehirnschaltungen verändern, die das Verhalten beeinflussen? Um dieser Frage nachzugehen, griffen die Forscher auf bereits veröffentlichte Feldstudien zurück, bei denen das Verhalten in freier Wildbahn beobachtet und die Schilddrüsenhormone von Lemuren, Totenkopfäffchen und anderen Säugetieren gemessen wurden. Die Untersuchungen ergaben, dass der Hormonspiegel und damit auch die Stoffwechselrate in wärmeren Jahreszeiten tendenziell höher ist, wenn Nahrung und Ressourcen im Überfluss vorhanden sind – und die Tiere in diesen Jahreszeiten mehr erkunden.

Die Studien in Verbindung mit den neuen Erkenntnissen, so Hochbaum, liefern ein wesentliches fehlendes Bindeglied zwischen den Auswirkungen der Schilddrüsenhormone auf das Gehirn und den Körper. „Wir glauben, dass Schilddrüsenhormone direkt auf die Schaltkreise im Gehirn wirken, um das Erkundungsverhalten mit der Stoffwechselrate zu koordinieren“, fügte er hinzu. „Es synchronisiert Gehirn und Körper mit der aktuellen Umgebung.“