Wie Mikro-Schaltkreise im Gehirn die Angst regulieren

Die Aktivität bestimmter Nervenzellen in der Amygdala spielt eine wichtige Rolle für die Regulation von Furchtreaktionen. Fehlfunktionen dieses Hirnmechanismus können unter anderem zu Angststörungen führen, wie Forschende der Universität Bern und des Friedrich-Miescher-Instituts in Basel entdeckt haben.

Angst ist ein wichtiges Signal, das uns vor Gefahren warnt und schützt. Wenn sie aber entgleist, kann es zu anhaltenden Angstzuständen und schweren psychischen Erkrankungen kommen. In Europa sind ungefähr 15 Prozent der Bevölkerung davon betroffen. Bestehende Therapien sind oftmals unspezifisch oder nur bedingt wirkungsvoll, da das konkrete Wissen neurobiologischer Abläufe bei Angstzuständen fehlt.

Bisher bekannt ist, dass bestimmte Nervenzellen im Gehirn Furchtreaktionen regulieren, indem sie diese blockieren und wieder deblockieren können. Dabei sind verschiedene Schaltkreise von Nervenzellen involviert. Zwischen diesen findet eine Art “Tauziehen” statt, wobei je nach Kontext jeweils einer von beiden “gewinnt” und den anderen übersteuert. Ist dieses System gestört, etwa wenn Furchtreaktionen nicht mehr blockiert werden, führt dies unter anderem zu Angststörungen.

Neuere Studien haben gezeigt, dass bestimmte Gruppen von Nervenzellen in der Amygdala für diese Schaltkreise und damit die Regulierung von Angst entscheidend sind. Nun hat eine Gruppe um die Professoren Stéphane Ciocchi von der Universität Bern und Andreas Lüthi vom Friedrich-Miescher-Institut in Basel entdeckt, dass die Amygdala nicht nur zentrale “Drehscheibe” für Angstreaktionen ist, sondern selbst Mikro-Schaltkreise enthält, welche die Blockierung von Furchtreaktionen regulieren. In Tiermodellen konnte nachgewiesen werden, dass die Unterdrückung dieser neuronalen Mikro-Schaltkreise zu einem langanhaltenden ängstlichen Verhalten führt. Werden sie jedoch aktiviert, normalisiert sich das Verhalten trotz vorheriger Angst wieder. Dies zeigt, dass die identifizierten Nervenzellen sehr anpassungsfähig und essenziell für die Hemmung von Angst sind.

“Gestörte” Blockierung führt zu langanhaltender Angst

Die Forschenden um Stéphane Ciocchi und Andreas Lüthi untersuchten unter anderem mithilfe der Optogenetik die Aktivität von Nervenzellen der zentralen Amygdala bei Mäusen während einer Blockierung von Furchtreaktionen. Dabei konnten sie verschiedene Zelltypen identifizieren, die einen Einfluss auf das Verhalten der Tiere hatte.

“Wir waren überrascht, wie stark unser gezielter Eingriff in bestimmte Zelltypen der zentralen Amygdala die Furchtreaktionen der Mäuse beeinflusste”, sagt Ciocchi, Assistenzprofessor am Institut für Physiologie der Universität Bern. “Das optogenetische Ausschalten dieser spezifischen Nervenzellen hob die Blockierung von Angst vollständig auf und versetzte die Mäuse in einen krankhaft ängstlichen Zustand.”

Wichtig für die Entwicklung effizienterer Therapien

Beim Menschen könnte eine Dysfunktion dieses Systems, einschließlich einer mangelhaften Plastizität in den beschriebenen zentralen Amygdala-Zellgruppen, den Forschenden zufolge zur gestörten Blockierung von Angsterinnerungen beitragen, unter der Patienten mit Angst- und Traumastörungen leiden. Ein besseres Verständnis dieser Vorgänge könnte dazu beitragen, spezifischere Therapien für diese Störungen zu entwickeln, sind die Forschenden überzeugt. “Es sind jedoch weitere Studien notwendig, um zu untersuchen, ob die in einfachen Tiermodellen gewonnenen Erkenntnisse auf menschliche Angststörungen übertragen werden können”, ergänzt Ciocchi.

Originalpublikation:
Whittle N et al. Central amygdala micro-circuits mediate fear extinction. Nature Communications, 6. Juli 2021