Mausstudie untersucht, wie Serotonin die Geduld beeinflusst

Serotonin ist ein chemischer Botenstoff im Körper, der mit einer Vielzahl von Verhaltensweisen verbunden ist, von Stimmung und Schlaf bis zu Heißhungerattacken und Spontaneität.

In einer neuen Mausstudie untersuchten japanische Forscher der Abteilung für neuronale Berechnungen am Okinawa Institute of Science and Technology (OIST), wie Serotonin die Fähigkeit beeinflussen kann, geduldig zu bleiben, während auf eine Belohnung gewartet wird.

Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Naturkommunikation.

Die Macht von Serotonin über menschliches Verhalten hat es zu einem Schwerpunkt bei der Behandlung von psychischen Erkrankungen wie Depressionen gemacht, insbesondere bei der Verwendung von selektiven Serotoninrezeptor-Inhibitoren (SSRIs). Diese Medikamente verlangsamen die Reabsorption von Serotonin und halten es im Gehirn aktiv.

"Serotonin hat viele Studien in der Pharmakologie durchgeführt, und serotonerge Medikamente werden häufig verschrieben, aber die Rolle, die Serotonin gegenüber dem Verhalten spielt, ist nicht klar", sagte der Studienautor Dr. Katsuhiko Miyazaki. Er führte die Studie mit Dr. Kayoko Miyazaki durch.

Für die Studie wurden die Mäuse darauf trainiert, eine Aufgabe auszuführen, um eine Futterbelohnung zu erhalten: Stecken Sie ihre Nase in ein kleines Loch und warten Sie - genannt „Nasenstich“. Nach einer festgelegten Zeit wurde die Belohnung geliefert.

In einer früheren Studie verwendete das Forscherteam eine Methode, mit der Wissenschaftler mithilfe von Licht bestimmte Neuronen mit präzisem Timing stimulieren können. Diese Technik wird als Optogenetik bezeichnet. Die Neuronen werden genetisch verändert, um ein lichtempfindliches Protein zu produzieren, das dann durch Lichtschein entlang einer im Gehirn implantierten Glasfaser stimuliert wird.

In der Studie wurden Serotonin-produzierende Neuronen in einer Gehirnregion, die als dorsaler Raphekern (DRN) bezeichnet wird und weit in das Vorderhirn gelangt, optogenetisch stimuliert. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Erhöhung der Aktivität von Serotonin-Neuronen im DRN die Zeit, die die Mäuse bereit waren, auf eine Futterbelohnung zu warten, signifikant verlängerte.

Aber würden Mäuse unter Umständen ähnlich reagieren, wenn eine Belohnung ungewiss war? Mit anderen Worten, würden Mäuse auf Futter warten, unabhängig von der Wahrscheinlichkeit und dem Zeitpunkt, zu dem es auftaucht, oder würden sie aufgeben?

Die Forscher fanden heraus, dass die Fähigkeit von Serotonin, die Geduld zu verbessern, Grenzen hat - tatsächlich beeinflusst die Gewissheit der Belohnung maßgeblich die Wartezeit einer Maus.

Zum Beispiel erhielten die Mäuse einen Nasenstichversuch mit einer 75-prozentigen Chance auf eine Belohnung und einer Wartezeit von 3 Sekunden, bevor die Belohnung abgegeben wurde. Wenn diese Mäuse keine Belohnung erhielten, wurde ihre Wartezeit verlängert. In Tests, bei denen die Wahrscheinlichkeit einer Belohnungsabgabe nach einem Nasenstich 50 oder 25 Prozent betrug, hatte die Erhöhung des Serotonins jedoch keinen Einfluss auf die Wartezeit.

"Der Geduldseffekt funktioniert nur, wenn die Maus glaubt, dass die Wahrscheinlichkeit einer Belohnung hoch ist", sagte Katsuhiko Miyazaki.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Beziehung zwischen der Aktivierung von Serotonin und dem anschließenden Verhalten stark von der Überzeugung der Nagetiere über die Umstände abhängt. Diese Ergebnisse können Auswirkungen auf unser Verständnis haben, wie Menschen, die Serotonin-Boosting-Medikamente einnehmen, ebenfalls beeinflusst werden können.

"Dies könnte erklären, warum die kombinierte Behandlung von Depressionen mit SSRIs und kognitiver Verhaltenstherapie wirksamer ist als nur SSRIs allein", sagte Katsuhiko Miyazaki. "Der psychologische Schub der Therapie wird durch erhöhte Serotoninspiegel verstärkt."

Quelle: Okinawa Institut für Wissenschaft und Technologie