Forscher entdecken Gehirnmechanismen, die dazu beitragen, instinktive Ängste zu überwinden

Forscher des Sainsbury Wellcome Center (SWC) an der UCL haben die genauen Gehirnmechanismen vorgestellt, die es den Tieren ermöglichen, instinktive Ängste zu überwinden. Heute veröffentlicht in WissenschaftDie Studie an Mäusen könnte Auswirkungen auf die Entwicklung von Therapeutika aus Angststörungen wie Phobien, Angstzuständen und posttraumatischer Belastungsstörung (PTBS) haben.

Das von Dr. Sara Moderos und Professor Sonja Hofer geleitete Forschungsteam kartierte, wie das Gehirn lernt, Reaktionen auf wahrgenommene Bedrohungen zu unterdrücken, die sich im Laufe der Zeit als harmlos erweisen.

„Menschen werden mit instinktiven Angstreaktionen geboren, wie z. B. Reaktionen auf laute Geräusche oder schnell nähernde Objekte“, erklärt Dr. Mederos, Research Fellow im Hofer-Labor bei SWC. „Wir können diese instinktiven Reaktionen jedoch durch Erfahrung außer Kraft setzen – wie Kinder, die lernen, ein Feuerwerk zu genießen, anstatt ihren lauten Pony zu fürchten. Wir wollten die Gehirnmechanismen verstehen, die solchen Formen des Lernens zugrunde liegen.“

Unter Verwendung eines innovativen experimentellen Ansatzes untersuchte das Team Mäuse mit einem Overhead -Expanding -Schatten, der einen sich nähernden Luftpredator nachahmte. Zunächst suchten die Mäuse Schutz bei dieser visuellen Bedrohung. Mit wiederholten Exposition und ohne tatsächliche Gefahr lernten die Mäuse, ruhig zu bleiben, anstatt zu entkommen, und lieferte Forschern ein Modell, um die Unterdrückung von Angstreaktionen zu untersuchen.

Basierend auf früheren Arbeiten im Hofer -Labor wusste das Team, dass ein Bereich des Gehirns, der als ventrolateraler Geniculate Nucleus (VLGN) bezeichnet wird, Angstreaktionen unterdrücken könnte, wenn sie aktiv ist und das Wissen über frühere Erfahrung der Bedrohung verfolgen konnte. Das VLGN erhält auch starke Beiträge aus visuellen Bereichen im Hirnrinde, und so untersuchten die Forscher, ob dieser neuronale Weg eine Rolle spielte, um zu lernen, keine visuelle Bedrohung zu fürchten.

Die Studie enthüllte zwei Schlüsselkomponenten in diesem Lernprozess: (1) Spezifische Regionen des visuellen Kortex erwiesen sich für den Lernprozess als wesentlich und (2) eine Gehirnstruktur, die als ventrolateraler Genikulationskern (VLGN) bezeichnet wird, speichert diese lerninduzierten Erinnerungen.

„Wir stellten fest, dass Tiere nicht lernen konnten, ihre Angstreaktionen zu unterdrücken, wenn bestimmte kortikale visuelle Bereiche, in denen inaktiviert war, inaktiviert waren. Als die Tiere jedoch bereits gelernt hatten, zu entkommen, war der Gehirnrinde nicht mehr notwendig“, erklärte Dr. Mederos.

Unsere Ergebnisse fordern traditionelle Ansichten über Lernen und Gedächtnis in Frage. Während der Hirnrinde seit langem als primäres Zentrum des Gehirns für Lernen, Gedächtnis und Verhaltensflexibilität angesehen wurde, fanden wir das subkortikale VLGN und nicht der visuelle Kortex speichert diese entscheidenden Erinnerungen tatsächlich. Dieser neuronale Weg kann einen Zusammenhang zwischen kognitiven neokortikalen Prozessen und „hart verdrahtet“ vermittelten Verhaltensweisen darstellen, wodurch die Tiere instinktive Verhaltensweisen anpassen können. „

Professor Sonja Hofer, Senior Autor der Studie

Die Forscher deckten auch die zellulären und molekularen Mechanismen hinter diesem Prozess auf. Das Lernen erfolgt durch eine erhöhte neuronale Aktivität in spezifischen VLGN-Neuronen, die durch die Freisetzung von Endocannabinoiden ausgelöst werden-hirninterne Messenger-Moleküle, von denen bekannt ist, dass sie Stimmung und Gedächtnis regulieren. Diese Freisetzung verringert den inhibitorischen Input zu VLGN -Neuronen, was zu einer erhöhten Aktivität in diesem Gehirnbereich führt, wenn der visuelle Bedrohungsstimulus auftritt, was die Angstreaktionen unterdrückt.

Die Auswirkungen dieser Entdeckung erstrecken sich über das Labor hinaus. „Unsere Ergebnisse könnten auch dazu beitragen, unser Verständnis dafür zu verbessern, was im Gehirn schief geht, wenn die Regulierung der Angst Reaktion unter Bedingungen wie Phobien, Angst und PTBS beeinträchtigt wird. Wir haben auch beim Menschen entdeckt, dass es auch beim Menschen existiert „, erklärt Professor Hofer. „Dies könnte neue Möglichkeiten für die Behandlung von Angststörungen eröffnen, indem sie VLGN -Schaltkreise oder lokalisierte Endocannabinoidsysteme abzielen.“

Das Forschungsteam plant nun, mit klinischen Forschern zusammenzuarbeiten, um diese Gehirnschaltungen beim Menschen zu untersuchen, in der Hoffnung, eines Tages neue, gezielte Behandlungen für schlecht angepasste Angstreaktionen und Angststörungen zu entwickeln.

Diese Forschung wurde vom Sainsbury Wellcome Center Core Grant der Gatsby Charity Foundation and Wellcome (090843/f/09/Z) finanziert; ein Wellcome Investigator Award (219561/z/19/z); Ein EMBO-Postdoktorandenstipendium (EMBO ALTF 327-2021) und ein Wellcome Early Career Award (225708/Z/22/Z).

Quellen: