Rattenstudie: Veränderungen in den Gehirnregionen erklären die Unterschiede zwischen „ungeraden Paaren“

Das Erklären des menschlichen Verhaltens bleibt eine verwirrende Herausforderung. Warum treffen manche Menschen rationale Entscheidungen und andere impulsive und rücksichtslose? Warum ist ein Geschwister ein "ordentlicher Freak" und das andere ein "Trottel"?

Eine neue Studie der Verhaltensneurowissenschaftler der University of California in Los Angeles (UCLA) könnte Antworten auf diese Fragen liefern, da Forscher Veränderungen in einem Paar von Gehirnregionen identifiziert haben, die einen Unterschied in unserer Art zu machen scheinen.

Die Forschung - berichtet von Alicia Izquierdo, Associate Professor für Psychologie an der UCLA und Mitglied des Brain Research Institute der UCLA, und ihrer Psychologiestudentin Alexandra Stolyarova erscheint im Open-Access-Online-Wissenschaftsjournal eLife.

Die neuen Experimente, bei denen der orbitofrontale Kortex und die basolateralen Amygdala-Hirnregionen untersucht wurden, untersuchten die Fähigkeit von Ratten, unter stabilen und variablen Bedingungen für Belohnungen zu arbeiten.

Ratten verdienten Zuckerpellets, nachdem sie zwischen zwei nebeneinander angezeigten Bildern gewählt hatten. Die Tiere trafen ihre Auswahl, indem sie mit der Nase einen Bildschirm von der Größe eines iPad berührten. Wenn eine Ratte ein Bild berührte, erhielt sie zu einem vorhersehbaren Zeitpunkt - im Allgemeinen 10 Sekunden später - ein Zuckerpellet. Als die Ratte das andere Bild berührte, erhielt sie zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt ein Zuckerpellet.

Dies war die riskantere Option, da die Ratten möglicherweise nur fünf Sekunden oder 15 Sekunden warten müssen. Die Ratten taten dies jeweils einen Monat lang, bis zu 45 Minuten pro Tag.

Die Forscher stellten fest, dass die Ratten die Aufgabe lernten und die Schwankungen der Wartezeiten feststellen konnten. Wenn die Ratten in diesen Wartezeiten auf ihre Belohnung mehr Variationen erlebten, verdoppelte sich die Menge des Gehirnproteins Gephyrin in der basolateralen Amygdala-Region.

In einigen Studien haben die Forscher eine Option mit einer kürzeren Wartezeit besser als die andere gewählt. Alle Ratten konnten das Muster lernen und die bessere Wahl treffen.

Sie zeigten am ersten Tag einige Hinweise auf Lernen und am zweiten Tag und an den folgenden Tagen besser. Bei einer Gruppe von Ratten ohne funktionelle basolaterale Amygdala erfuhren die Ratten langsamer von den Veränderungen, holten jedoch etwa zwei Tage später auf.

Ratten ohne funktionellen orbitofrontalen Kortex lernten jedoch überhaupt nicht und behandelten stattdessen jede Erfahrung als "Reset" -Knopf, berichten die Forscher. Es ist, als ob diese Ratten nicht alle möglichen Ergebnisse aufgezeichnet hätten.

Die wichtige Rolle für den orbitofrontalen Kortex überraschte Izquierdo, der sagte, es gebe mehr Hinweise darauf, dass die basolaterale Amygdala unter unsicheren Bedingungen wichtig sein würde, und nicht so sehr für den orbitofrontalen Kortex.

Stolyarova und Izquierdo sind die ersten Wissenschaftler, die den Gephyrinspiegel mit der Erfahrung der Belohnung in Verbindung bringen. Sie berichten, dass, wenn die Ratten einem Risiko ausgesetzt waren, das Gehirnprotein GluN1 auch in der basolateralen Amygdala signifikant anstieg.

"Ich denke, die Erfahrung der Unsicherheit führt dazu, dass diese Veränderungen in diesen Gehirnregionen auftreten", sagte Izquierdo.

Alle Ratten entschieden sich häufiger für die riskante Option. Die Ausnahme bildeten die Ratten ohne funktionelle basolaterale Amygdala; Diese Tiere blieben während der Experimente risikoscheu.

Der orbitofrontale Kortex und die basolaterale Amygdala teilen anatomische Verbindungen, und beide Regionen sind an der Entscheidungsfindung beteiligt, wie frühere Untersuchungen gezeigt haben. Die neue Forschung zeigt, dass dies insbesondere unter sich ändernden oder unsicheren Umständen der Fall ist.

Veränderungen in diesen Hirnregionen und Hirnproteinen könnten helfen, die Präferenz einer Person für ungewisse Ergebnisse zu erklären, sagte Izquierdo.

Menschen haben individuelle Unterschiede in der orbitofrontalen Kortikalis und der basolateralen Amygdala-Funktion sowie in der Expression dieser Proteine.

Zum Beispiel wurden Variationen im Gephyrin-Gen mit Autismus in Verbindung gebracht, und ein Merkmal der Störung ist eine starke Präferenz für Ordnung und Sicherheit.

In Zukunft, so Izquierdo, könnte die Präzisionsmedizin in der Lage sein, auf jede Gehirnregion abzuzielen, um Störungen zu behandeln, einschließlich Verhaltensabhängigkeiten wie Glücksspiel.

Menschen mit Zwangsstörungen haben auch eine starke Präferenz für Ordnung und Sicherheit. Zukünftige Forschungen könnten beantworten, ob die gleichen Gehirnveränderungen auch bei dieser Störung auftreten.

Quelle: UCLA