Mäusestudien schlagen vor, dass spezielle Gehirnbereiche traumatische Erinnerungen speichern

Die Erfahrung von extremem Stress ist oft mit einem Gedächtnisverlust des verursachenden Ereignisses oder Traumas verbunden. Eine neue Studie mit Mäusen hat Forschern erstmals gezeigt, wie dies geschieht und wie die verlorenen Erinnerungen abgerufen werden können.

Versteckte Erinnerungen, auf die nicht bewusst zugegriffen werden kann, können den Einzelnen zunächst vor dem emotionalen Schmerz schützen, sich an das Ereignis zu erinnern. Aber schließlich können diese unterdrückten Erinnerungen schwächende psychische Probleme verursachen, wie Angstzustände, Depressionen, posttraumatische Belastungsstörungen oder dissoziative Störungen.

Es wird angenommen, dass ein Prozess, der als zustandsabhängiges Lernen bekannt ist, zur Bildung von Erinnerungen beiträgt, die für das normale Bewusstsein unzugänglich sind. Somit können Erinnerungen, die in einer bestimmten Stimmung, Erregung oder einem durch Drogen induzierten Zustand gebildet wurden, am besten abgerufen werden, wenn sich das Gehirn wieder in diesem Zustand befindet.

In einer neuen Studie mit Mäusen haben Wissenschaftler der Northwestern Medicine zum ersten Mal den Mechanismus entdeckt, durch den zustandsabhängiges Lernen stressige angstbezogene Erinnerungen bewusst unzugänglich macht.

"Die Ergebnisse zeigen, dass es mehrere Wege gibt, um angstauslösende Erinnerungen zu speichern, und wir haben einen wichtigen für angstbedingte Erinnerungen identifiziert", sagte die leitende Ermittlerin Dr. Jelena Radulovic von der Feinberg School of Medicine der Northwestern University.

"Dies könnte schließlich zu neuen Behandlungen für Patienten mit psychiatrischen Störungen führen, für die ein bewusster Zugang zu ihren traumatischen Erinnerungen erforderlich ist, um sich zu erholen."

Für Therapeuten ist es schwierig, diesen Patienten zu helfen, sagte Radulovic, weil sich die Patienten selbst nicht an ihre traumatischen Erfahrungen erinnern können, die die Hauptursache für ihre Symptome sind.

Die Forscher sagen, dass der beste Weg, auf die Erinnerungen in diesem System zuzugreifen, darin besteht, das Gehirn in den gleichen Bewusstseinszustand zurückzubringen, in dem das Gedächtnis codiert wurde, wie die Studie zeigte.

In der Studie, die in erscheint NaturneurowissenschaftenWissenschaftler nutzten die bekannten Eigenschaften von Neurotransmittern im Gehirn.

Das heißt, zwei Aminosäuren, Glutamat und GABA, werden als Yin und Yang des Gehirns angesehen, das seine emotionalen Gezeiten lenkt und steuert, ob Nervenzellen erregt oder gehemmt werden (ruhig). Unter normalen Bedingungen ist das System ausgeglichen. Aber wenn wir hypererregt und wachsam sind, steigt der Glutamatspiegel an. Glutamat ist auch die primäre Chemikalie, die dabei hilft, Erinnerungen in unseren neuronalen Netzwerken so zu speichern, dass sie leicht zu merken sind.

GABA hingegen beruhigt uns und hilft uns beim Schlafen, wodurch die Wirkung des erregbaren Glutamats blockiert wird. Das am häufigsten verwendete Beruhigungsmittel, Benzodiazepin, aktiviert GABA-Rezeptoren in unserem Gehirn.

Es gibt zwei Arten von GABA-Rezeptoren. Eine Art, synaptische GABA-Rezeptoren, arbeitet zusammen mit Glutamatrezeptoren, um die Erregung des Gehirns als Reaktion auf äußere Ereignisse wie Stress auszugleichen.

Die andere Population, extra-synaptische GABA-Rezeptoren, sind unabhängige Wirkstoffe. Sie ignorieren das peppige Glutamat. Stattdessen ist ihre Arbeit intern fokussiert und passt Gehirnwellen und mentale Zustände an den Gehalt an internen Chemikalien wie GABA, Sexualhormonen und Mikro-RNAs an.

Extra-synaptische GABA-Rezeptoren verändern den Zustand des Gehirns und machen uns erregt, schläfrig, wach, sediert, betrunken oder sogar psychotisch. Wissenschaftler aus dem Nordwesten entdeckten jedoch eine andere entscheidende Rolle. Diese Rezeptoren helfen auch dabei, Erinnerungen an ein angstauslösendes Ereignis zu kodieren und sie dann versteckt vor dem Bewusstsein zu speichern.

"Das Gehirn funktioniert in verschiedenen Zuständen, ähnlich wie ein Radio in AM- und FM-Frequenzbändern arbeitet", sagte Radulovic. "Es ist, als ob das Gehirn normalerweise auf UKW-Sender eingestellt ist, um auf Erinnerungen zuzugreifen, muss aber auf AM-Sender eingestellt sein, um auf unbewusste Erinnerungen zuzugreifen."

"Wenn ein traumatisches Ereignis auftritt, wenn diese extra-synaptischen GABA-Rezeptoren aktiviert werden, kann auf den Speicher dieses Ereignisses nur zugegriffen werden, wenn diese Rezeptoren erneut aktiviert werden, wodurch das Gehirn im Wesentlichen auf die AM-Stationen eingestellt wird."

In dem Experiment infundierten Wissenschaftler den Hippocampus von Mäusen mit Gaboxadol, einem Medikament, das extra-synaptische GABA-Rezeptoren stimuliert. "Es ist, als hätten wir sie ein wenig betrunken gemacht, gerade genug, um ihren Gehirnzustand zu ändern", sagte Radulovic.

Dann wurden die Mäuse in eine Schachtel gelegt und erhielten einen kurzen, leichten elektrischen Schlag. Als die Mäuse am nächsten Tag in dieselbe Kiste zurückgebracht wurden, bewegten sie sich frei und hatten keine Angst, was darauf hinweist, dass sie sich nicht an den früheren Schock im Raum erinnerten. Als Wissenschaftler die Mäuse jedoch wieder auf das Medikament setzten und sie in die Schachtel zurückbrachten, erstarrten sie und erwarteten ängstlich einen weiteren Schock.

"Dies stellt fest, dass die Mäuse, als sie in den gleichen Gehirnzustand zurückgebracht wurden, der durch das Medikament erzeugt wurde, sich an die stressige Erfahrung des Schocks erinnerten", sagte Radulovic.

Das Experiment zeigte, dass die extra-synaptischen GABA-Rezeptoren, wenn sie mit dem Arzneimittel aktiviert wurden, die Art und Weise veränderten, wie das Stressereignis codiert wurde. Im arzneimittelinduzierten Zustand verwendete das Gehirn völlig unterschiedliche molekulare Wege und neuronale Schaltkreise, um das Gedächtnis zu speichern.

"Es ist ein völlig anderes System, selbst auf genetischer und molekularer Ebene als das, das normale Erinnerungen codiert", sagte der leitende Studienautor Vladimir Jovasevic, der an der Studie arbeitete, als er Postdoktorand in Radulovics Labor war.

Dieses andere System wird durch eine kleine microRNA, miR-33, reguliert und kann der Schutzmechanismus des Gehirns sein, wenn eine Erfahrung überwiegend stressig ist.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass einige Personen als Reaktion auf traumatischen Stress, anstatt das Glutamat-System zum Speichern von Erinnerungen zu aktivieren, das extra-synaptische GABA-System aktivieren und unzugängliche traumatische Erinnerungen bilden.

Die Forscher glauben, dass die Ergebnisse darauf hindeuten, dass Erinnerungen, die normalerweise in verteilten Hirnnetzen - einschließlich des Kortex - gespeichert sind, leicht zugänglich sind, um sich bewusst an ein Ereignis zu erinnern.

Wenn sich die Mäuse jedoch in einem anderen durch Gaboxadol induzierten Gehirnzustand befanden, aktivierte das Stressereignis hauptsächlich subkortikale Gedächtnisregionen des Gehirns. In diesem Fall leitete das Medikament die Verarbeitung stressbedingter Erinnerungen in den Gehirnkreisläufen um, sodass nicht bewusst auf sie zugegriffen werden konnte.

Insgesamt glauben Wissenschaftler, dass die Forschung Antworten auf das eventuelle Abrufen von Erinnerungen beim Menschen liefert.

Quelle: Northwestern Medicine / EurekAlert