Mäusestudie schlägt eine faszinierende Methode vor, um Zwangsstörungen zu blockieren
Die Forscher glauben, dass das Wissen den Forschern helfen könnte, neue Therapien für Krankheiten wie Zwangsstörungen (OCD) und das Tourette-Syndrom zu entwickeln.
OCD ist eine Angststörung, die durch aufdringliche Gedanken gekennzeichnet ist, die Unbehagen hervorrufen, und durch sich wiederholende Verhaltensweisen. Ungefähr 1 Prozent der Erwachsenen in den USA leiden an Zwangsstörungen, und Patienten erhalten normalerweise Medikamente gegen Angstzustände oder Antidepressiva, Verhaltenstherapie oder eine Kombination aus Therapie und Medikamenten.
Für diejenigen, die nicht auf diese Behandlungen ansprechen, ist eine tiefe Alternative die Tiefenhirnstimulation, die elektrische Impulse über einen im Gehirn implantierten Herzschrittmacher liefert.
Für diese Studie verwendete das MIT-Team die Optogenetik, um die Neuronenaktivität mit Licht zu steuern.
Diese Technik ist noch nicht für den Einsatz bei menschlichen Patienten bereit, aber Studien wie diese könnten Forschern helfen, Aktivitätsmuster des Gehirns zu identifizieren, die den Beginn zwanghaften Verhaltens signalisieren, und es ihnen ermöglichen, die Abgabe einer tiefen Hirnstimulation genauer zu planen.
"Du musst nicht die ganze Zeit stimulieren. Sie können dies auf sehr nuancierte Weise tun “, sagte Ann Graybiel, Ph.D., leitende Autorin von a Wissenschaft Papier, das die Studie beschreibt.
In früheren Studien hat sich Graybiel darauf konzentriert, wie man normale Gewohnheiten bricht. In der aktuellen Arbeit wandte sie sich einem Mausmodell zu, das entwickelt wurde, um ein zwanghaftes Verhalten zu blockieren.
Den Modellmäusen fehlt ein bestimmtes Gen, das als Sapap3 bekannt ist und für ein Protein kodiert, das in den Synapsen von Neuronen im Striatum gefunden wird. Das Striatum ist ein Bereich des Gehirns, der mit Sucht und sich wiederholenden Verhaltensproblemen sowie normalen Funktionen wie Entscheidungsfindung, Planung und Reaktion auf Belohnung zusammenhängt.
Für diese Studie trainierten die Forscher Mäuse, deren Sapap3-Gen ausgeschaltet war, um sich zu einem bestimmten Zeitpunkt zwanghaft zu pflegen, sodass die Forscher versuchen konnten, den Zwang zu unterbrechen.
Dazu verwendeten sie eine pawlowsche Konditionierungsstrategie, bei der ein neutrales Ereignis (ein Ton) mit einem Reiz gepaart wird, der das gewünschte Verhalten hervorruft - in diesem Fall ein Wassertropfen auf der Nase der Maus, der die Maus zur Pflege veranlasst. Diese Strategie basierte auf therapeutischer Arbeit mit Zwangsstörungen, bei der diese Art der Konditionierung angewendet wird.
Nach mehreren hundert Versuchen wurden sowohl normale als auch Knockout-Mäuse konditioniert, um sich beim Hören des Tons zu pflegen, der immer etwas mehr als eine Sekunde vor dem Fall des Wassertropfens auftrat.
Nach einem bestimmten Punkt gingen ihre Verhaltensweisen jedoch auseinander: Die normalen Mäuse begannen zu warten, bis der Wassertropfen fiel, um mit der Pflege zu beginnen. Diese Art von Verhalten wird als Optimierung bezeichnet, da dadurch verhindert wird, dass die Mäuse unnötigen Aufwand verschwenden.
Diese Verhaltensoptimierung trat bei den Knockout-Mäusen nie auf, die sich weiter pflegten, sobald sie den Ton hörten, was darauf hindeutete, dass ihre Fähigkeit, zwanghaftes Verhalten zu unterdrücken, beeinträchtigt war.
Die Forscher vermuteten, dass eine fehlgeschlagene Kommunikation zwischen dem Striatum, das mit Gewohnheiten zusammenhängt, und dem Neocortex, dem Sitz höherer Funktionen, die einfachere Verhaltensweisen außer Kraft setzen können, möglicherweise für das zwanghafte Verhalten der Mäuse verantwortlich ist.
Um diese Idee zu testen, verwendeten sie die Optogenetik, die es ihnen ermöglicht, die Zellaktivität mit Licht zu steuern, indem sie Zellen so konstruieren, dass sie lichtempfindliche Proteine exprimieren.
Als die Forscher lichtempfindliche kortikale Zellen stimulierten, die gleichzeitig mit dem Tonfall Nachrichten an das Striatum sendeten, stoppten die Knockout-Mäuse ihre zwanghafte Pflege fast vollständig, konnten sich aber dennoch pflegen, wenn der Wassertropfen kam.
Die Forscher schlagen vor, dass diese Heilung auf Signalen beruht, die von den kortikalen Neuronen an eine sehr kleine Gruppe von inhibitorischen Neuronen im Striatum gesendet werden, wodurch die Aktivität benachbarter Striatalzellen zum Schweigen gebracht und das zwanghafte Verhalten abgeschnitten wird.
"Durch die Aktivierung dieses Weges könnten wir eine Verhaltenshemmung auslösen, die bei unseren Tieren anscheinend nicht funktioniert", sagte der Co-Autor Eric Burguiere, Ph.D.
Die Forscher testeten auch die optogenetische Intervention bei Mäusen, die sich in ihren Käfigen ohne konditionierende Hinweise pflegten. Während dreiminütiger Lichtstimulationsperioden pflegten die Knockout-Mäuse viel weniger als ohne Stimulation.
Zukünftige Forschungen werden Marker für die Gehirnaktivität untersuchen, die Aufschluss darüber geben könnten, wann ein zwanghaftes Verhalten einsetzt - Wissen, das die Weiterentwicklung von Behandlungen zur Tiefenhirnstimulation bei Zwangsstörungen unterstützen wird.
Quelle: MIT
