Mäusestudie zeigt, warum Gewohnheiten schwer zu brechen sind

Für viele ist unser Neujahrsbeschluss zur Reduzierung der Aufnahme von Süßigkeiten bereits in schwere Zeiten geraten. Eine neue Studie entdeckt, dass eine Naschkatzengewohnheit bestimmte Schaltkreise im Gehirn nachhaltig prägt und uns dazu veranlasst, unser Verlangen zu stillen.

Wie in der Zeitschrift veröffentlicht NeuronWissenschaftler der Duke University glauben, dass ihre Ergebnisse das Verständnis dafür verbessern werden, wie Gewohnheiten wie Zucker und andere Laster das Gehirn verändern. Darüber hinaus wird die neue Wertschätzung für die Art und Weise, wie Gewohnheiten das Gehirn beeinflussen, hoffentlich zu neuen Strategien führen, um sie zu brechen.

"Eines Tages könnten wir in der Lage sein, diese Schaltkreise auf Menschen auszurichten, um Gewohnheiten zu fördern, die wir wollen, und diejenigen, die wir nicht wollen, auszutreiben", sagte die leitende Ermittlerin der Studie, Nicole Calakos, M.D., Ph.D.

Calakos, ein Experte für die Anpassungsfähigkeit des Gehirns, tat sich mit Henry Yin zusammen, einem Experten für Tiermodelle des Gewohnheitsverhaltens in Dukes Abteilung für Psychologie und Neurowissenschaften. Beide Wissenschaftler sind auch Mitglieder des Duke Institute for Brain Sciences.

Ihre Gruppen trainierten ansonsten gesunde Mäuse, um Zuckergewohnheiten unterschiedlicher Schwere zu bilden. Dabei mussten sie einen Hebel drücken, um winzige Süßigkeiten zu erhalten. Die Tiere, die süchtig wurden, drückten den Hebel weiter, selbst nachdem die Leckereien entfernt worden waren.

Die Forscher verglichen dann das Gehirn von Mäusen, die sich angewöhnt hatten, mit denen, die es nicht taten. Insbesondere untersuchte das Team die elektrische Aktivität in den Basalganglien, einem komplexen Netzwerk von Gehirnbereichen, das motorische Aktionen und zwanghafte Verhaltensweisen, einschließlich Drogenabhängigkeit, steuert.

In den Basalganglien tragen zwei Haupttypen entgegengesetzte Botschaften: Einer trägt ein Startsignal, das eine Aktion auslöst, der andere ein Stoppsignal.

Experimente des Absolventen der Duke-Neurobiologie, Justin O’Hare, ergaben, dass die Stop-and-Go-Pfade bei Mäusen mit Zuckergewohnheiten beide aktiver waren. O'Hare sagte, er habe nicht erwartet, dass das Stoppsignal im Gewohnheitsgehirn gleichermaßen ansteigt, da es traditionell als der Faktor angesehen wird, der dazu beiträgt, ein Verhalten zu verhindern.

Die Forscher entdeckten auch eine Änderung des Aktivierungszeitpunkts auf beiden Wegen. Bei Mäusen, die sich angewöhnt hatten, wurde der Go-Pfad vor dem Stop-Pfad eingeschaltet. In nicht gewohnheitsmäßigen Gehirnen ging das Stoppsignal dem Start voraus. Diese Veränderungen in der Gehirnschaltung waren so lang anhaltend und offensichtlich, dass die Gruppe vorhersagen konnte, welche Mäuse sich angewöhnt hatten, indem sie einzelne Teile ihres Gehirns in einer Petrischale betrachteten.

Wissenschaftler haben zuvor festgestellt, dass diese entgegengesetzten Basalganglienpfade in einem Rennen zu sein scheinen, obwohl niemand gezeigt hat, dass eine Gewohnheit dem Go-Pfad einen Vorsprung verschafft. O'Hare sagte, das liegt daran, dass die Start- und Stoppsignale nicht zur gleichen Zeit im selben Gehirn untersucht wurden. Neue Markierungsstrategien der Duke-Wissenschaftler ermöglichten es den Forschern jedoch, die Aktivität über Dutzende von Neuronen auf beiden Wegen gleichzeitig im selben Tier zu messen.

"Der Vorsprung des Go-Pfades ist sinnvoll", sagte Calakos. "Es könnte das Tier dazu veranlassen, sich eher auf das Verhalten einzulassen." Die Forscher testen diese Idee und untersuchen, wie die Umlagerungen in der Aktivität überhaupt auftreten.

Interessanterweise beobachtete die Gruppe, dass Änderungen der Go- und Stop-Aktivität in der gesamten Region der Basalganglien auftraten, die sie untersuchten, im Gegensatz zu bestimmten Untergruppen von Gehirnzellen. O’Hare sagte, dies könnte mit der Beobachtung zusammenhängen, dass eine Sucht nach einer Sache die Wahrscheinlichkeit erhöhen kann, dass sich eine Person auch auf andere ungesunde Gewohnheiten oder Abhängigkeiten einlässt.

Um zu sehen, ob sie eine Gewohnheit brechen könnten, ermutigten die Forscher die Mäuse, ihre Gewohnheit zu ändern, indem sie sie nur belohnten, wenn sie aufhörten, den Hebel zu drücken. Die Mäuse, die am erfolgreichsten aufhörten, hatten schwächere Go-Zellen. Aber wie dies zu Hilfe für Menschen mit schlechten Gewohnheiten führen könnte, ist noch unklar. Da die Basalganglien an einer Vielzahl von Funktionen beteiligt sind, kann es schwierig sein, Medikamente einzunehmen.

Die Forschung liefert eine biologische Erklärung für den Erfolg neuer Methoden zur Behandlung von Sucht durch elektrische oder magnetische Stimulation.

Calakos erklärt, dass einige Forscher beginnen, die Möglichkeit der Behandlung von Drogenabhängigkeit mithilfe der transkraniellen Magnetstimulation oder TMS zu untersuchen, einer nichtinvasiven Technik, bei der das Gehirn mithilfe magnetischer Impulse stimuliert wird.

"TMS ist ein Weg, um bei schwereren Krankheiten auf diese Schaltkreise zuzugreifen", sagte sie und zielte insbesondere auf den Kortex ab, einen Hirnbereich, der als Haupteingang für die Basalganglien dient. Für gewöhnlichere schlechte Gewohnheiten „können einfachere Verhaltensstrategien, die viele von uns versuchen, auch ähnliche Mechanismen nutzen“, fügte Calakos hinzu. "Es kann nur darum gehen, herauszufinden, welche von ihnen am effektivsten sind."

In der Zwischenzeit untersuchen Calakos und ihr Team, was gewöhnliche Gewohnheiten von problematischen unterscheidet, die unter Bedingungen wie Zwangsstörungen auftreten können.

Quelle: Duke University