Wissenschaftlicher Durchbruch: Ungarische Wissenschaftler enthüllen verborgene Gehirnregion

Forscher des HUN-REN Institute of Experimental Medicine (HUN-REN KOKI) haben einen bislang unbekannten Bereich im Hirnstamm identifiziert, der eine Rolle im Belohnungssystem des Gehirns spielt. Diese Entdeckung könnte den Weg für neue Behandlungen von Angstzuständen, Depressionen und sogar Sucht ebnen. Die Ergebnisse der Forschung wurden veröffentlicht in Forschung, eine der renommiertesten wissenschaftlichen Zeitschriften der Welt.

Unser Gehirn beurteilt ständig, ob unsere Erfahrungen für uns von Nutzen oder Nachteil sind, und leitet uns bei der Entscheidungsfindung. Angesichts einer Gefahr hilft uns dieser Prozess, zu fliehen, und er ermöglicht uns auch, unser Lieblingscafé auszuwählen. Die neuronale Grundlage dieses Mechanismus ist ein komplexer Prozess, der von zahlreichen alten und höherwertigen Gehirnregionen reguliert wird.

Im Gehirn von Säugetieren seitliche Habenula (eine subkortikale Struktur im Zwischenhirn) spielt eine entscheidende Rolle bei der Verarbeitung von Emotionen und der Regulierung von Motivationsprozessen. Wenn die seitliche Habenula Wird die laterale Habenula aktiviert, löst sie negative Emotionen aus, und eine Überaktivierung kann zu Angstzuständen oder Depressionen führen. Wird sie dagegen gehemmt, kann sie positive Emotionen hervorrufen, was bei der Erzeugung von Freudengefühlen oder der Behandlung von Stimmungsstörungen von Bedeutung sein kann.

Bei der HUN-REN Institut für Experimentelle Medizin (HUN-REN KOKI) identifizierten Gábor Nyiri und sein Forschungsteam eine der bedeutendsten Populationen exzitatorischer Neuronen im Hirnstamm, die die seitliche Habenula bei negativen Erfahrungen. Diese 2019 in Science veröffentlichte Entdeckung zeigte, dass diese erregenden Zellen negative Emotionen und Aggressionen auslösen.

In ihrer kürzlich veröffentlichten Studie entdeckten Forscher von HUN-REN KOKI unter der Leitung des leitenden Forschers Gábor Nyiri und darunter Krisztián Zichó und Kollegen eine weitere, bisher unbekannte Gehirnregion, die sich auf die seitliche Habenula. Im Gegensatz zu dem zuvor identifizierten exzitatorischen Bereich bewirkt diese neu identifizierte Region eine reine Hemmung der seitliche Habenula, womit es die größte bekannte Gehirnregion mit dieser Funktion ist.

Aufgrund seiner Lage erhielt dieser Hirnstammkern den Namen subventrikuläres Tegmentum (SVTg). Seine Rolle in verschiedenen neuronalen Prozessen wurde in Zusammenarbeit mit Schweizer und anderen ungarischen Forschungsgruppen untersucht.

In einer Reihe von Experimenten trainierten die Forscher Mäuse, ihre eigenen SVTg-Neuronen frei zu aktivieren, indem sie ihre Nasen in ein kleines Loch steckten. Die Wissenschaftler stellten fest, dass die Mäuse diese Aufgabe genossen und wiederholt versuchten, ihre SVTg-Neuronen so oft wie möglich zu aktivieren. Dies zeigte, dass die SVTg-Aktivität bei den Tieren positive Gefühle hervorrief. Daraus schlossen die Forscher, dass diese Zellen wahrscheinlich eine Rolle bei der Suche nach angenehmen Erfahrungen spielen und beim Menschen möglicherweise zu einem übermäßigen Streben nach Vergnügen beitragen könnten.

Forscher am HUN-REN KOKI zeigten außerdem, dass die SVTg-Aktivität nicht nur bei positiven Erlebnissen zunimmt, sondern auch beim Erinnern an positive Erinnerungen. Darüber hinaus zeigten die Mäuse eine starke Vorliebe für eine direkte, künstliche Stimulation ihrer SVTg-Neuronen durch die Forscher.

Interessanterweise hatte diese Stimulation in schwierigen Situationen eine angstmindernde Wirkung und machte die Mäuse mutiger beim Erkunden unbekannter Umgebungen.

Im Gegensatz dazu verursachte die Hemmung des SVTg bei den Tieren unangenehme Empfindungen und erhöhte Angst, was dazu führte, dass sie Orte, an denen sie der SVTg-Hemmung ausgesetzt waren, immer vermieden. Diese und andere Experimente zeigten, dass das SVTg eine doppelte Rolle spielt: Es fördert nicht nur positive Erfahrungen und Motivation, sondern verhindert auch, dass die Tiere bei negativen Erfahrungen übermäßige Angst oder Panik verspüren.

Die Forscher kartierten außerdem die physiologischen und genetischen Eigenschaften von SVTg-Neuronen und konnten so die SVTg-Region im Hirnstamm sowohl von Makaken als auch von Menschen lokalisieren.

Die Entdeckung der Gehirnregion SVTg könnte einen Durchbruch sowohl in der Forschung zum Verständnis unserer Erfahrungen und Entscheidungsprozesse als auch für die Entwicklung gezielter Therapien gegen Ängste, Depressionen oder sogar Suchterkrankungen bedeuten.