Gehirnmechanismus für Belohnungsgenuss - neue Einsicht

Anhedonia ist die Unfähigkeit, sich an typischen angenehmen Erfahrungen zu erfreuen. Es ist eine gemeinsame Eigenschaft bei vielen Menschen, die an Depressionen, Schizophrenie und einigen anderen psychischen Erkrankungen leiden. Was die Ursache verursacht, bleibt jedoch unklar. Eine neue Studie in der Zeitschrift Neuron zeigt, dass Neurowissenschaftler von der Universität von North Carolina an der Chapel Hill School of Medicine die Antwort buchstäblich aufgeklärt haben, was den Weg zur Entdeckung neuer Therapien für psychische Gesundheit ebnen könnte.
Forscher manipulierten die Verdrahtung einer bestimmten Population von Gehirnzellen tief in einem Teil eines Mittelhirns, von der bekannt ist, dass sie Verhaltensreaktionen auf Belohnung durch eine Kombination von Gentechnologie und Lasertechnologie fördert.
Garret D. Stuber, PhD, Assistant Professor in den Abteilungen für Psychiatrie und Zell-und Molekularphysiologie, und der UNC Neuroscience Center erklärte:

"Seit vielen Jahren ist bekannt, dass Dopamin-Neuronen im ventralen Mittelhirn, dem ventralen Tegmentum oder VTA, an der Belohnungsverarbeitung und -motivation beteiligt sind. Sie werden zum Beispiel aktiviert, wenn sie Drogen ausgesetzt sind und Erfahrungen auf natürliche Weise belohnen.
Der Schwerpunkt in unserem Labor ist zu bestimmen, welche anderen Arten von neuronalen Schaltkreisen oder genetisch definierten neuronalen Populationen die Aktivität dieser Neuronen modulieren können, ob sie ihre Aktivität erhöhen oder verringern. In unserer Studie haben wir festgestellt, dass die Aktivierung der benachbarten GABAergen Neuronen direkt die Funktion von Dopamin-Neuronen hemmt, was nie zuvor gezeigt wurde. "

Früher versuchten die Forscher mithilfe von Medikamenten oder elektrischer Stimulation Einblicke in das Innenleben des Gehirns zu gewinnen. Techniken wie diese waren jedoch nicht in der Lage, einen bestimmten Zelltyp oder eine Verbindungsart schnell und spezifisch zu verändern, im Gegensatz zur Optogenetik, einer neuartigen Technik, die vor etwa sechs Jahren entdeckt wurde.
Die Autoren fügten ein fremdes Gen in das Genom eines transgenen Tieres ein, um ein bakterielles Enzym zu exprimieren, das eine DNA-Rekombination nur in GABA-Neuronen, jedoch nicht in Dopaminzellen verursachen kann. Das Tier wurde anästhesiert und das Team verwendete ein bei UNC entwickeltes Gentransferverfahren, um lichtempfindliche Proteine ??(Opsine) in das VTA zu transferieren, um auf GABA-Zellen abzuzielen. Die Opsine wurden aus Algen oder Bakterien gewonnen, die Licht benötigen, um zu wachsen, da sie es den Forschern ermöglichten, die fremden Opsine in GABA-Neuronen anzuregen oder zu verhindern, indem sie Licht von einem Laser in das Gehirngewebe "einspeisten".

Die Tiere wurden anschließend in verschiedenen Belohnungssituationen beurteilt, die aus einfachen Aufgaben bestanden, wobei die Tiere so trainiert wurden, dass sie ein Queue mit einer Belohnung für Zuckerwasser aus einer Flasche verbanden oder mit "freiem Lecken" belohnt wurden trink so viel sie wollten. Die Forscher aktivierten dann 5 Sekunden lang Licht-Laserstrahlen auf die genetisch manipulierten GABA-Neuronen während der Markierungsperiode, gefolgt von einer Belohnung, während sie an einem anderen Tag die Neuronen während des Belohnungskonsums aktivierten, als die Tiere aktiv daran teilnahmen, das Zuckerwasser zu trinken.
Stuber erklärte:

"Und was wir sahen, als wir die Zellen während der Cue-Phase aktivierten, oder Belohnung für die Antizipation, hat nichts zur Verhaltensreaktion beigetragen. Sie zeigten keinen Unterschied zu nicht stimulierten Tieren. Und wenn sie sich aktiv damit beschäftigten Wir haben gesehen, dass wir ihren Belohnungskonsum unterbrechen konnten, als wir diese Zellen aktivierten. Sie lösten sich sofort vom Trinken, hörten auf, die Saccharoselösung zu trinken. Und wenn der Stimulus aufhörte, würden sie dann zurückkehren und weiter trinken. "

Die Ergebnisse zeigten, dass die optische Stimulation von GABA-Neuronen während der "freien Lecken" -Sitzungen zu einer Unterbrechung des Saccharoseverbrauchs führte, wobei die Tiere nicht mehr tranken. Das Team war in der Lage, die Aktivität von GABA zu überwachen und die Aktivität von Nervenzellen durch hochtechnologische elektrophysiologische und zellchemische Messungen zu dompaminieren und entdeckte eine direkte Assoziation zwischen GABA-Aktivierung und Dopamin-Suppression.
Geschrieben von Petra Rattue