Zwangsstörungen mithilfe von Primaten besser verstehen

Überprüfen, ob die Eingangstür geschlossen ist, sich versichern, dass sich das Handy in der Handtasche befindet, nach den Autoschlüsseln in der Hosentasche tasten und wieder überprüfen, ob die Eingangstür geschlossen ist … All diese kleinen Checks beachten wir im Alltag kaum mehr. Doch französische Forscher des Inserm (Nationales Institut für Gesundheit und medizinische Forschung) haben versucht, diese anhand einer Studie des Gehirns von Primaten zu erklären. Welche Mechanismen im Gehirn sind für diese kleinen Checks zuständig?

Für die Studie, die in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde, hat eine Forschergruppe des französischen Instituts SBRI (Institut Cellule Souche et Cerveau) die Gehirnaktivität von Affen mittels Elektroden aufgezeichnet. Genauer gesagt beobachteten Emmanuel Procyk und seine Kollegen „die Aktivität von 411 Nervenzellen in zwei Regionen des Frontallappens – im mittleren Bereich des Gyrus cinguli und im lateralen präfrontalen Cortex –, die bekanntlich für die Entscheidungsfindung verantwortlich sind“. Aber wie sah das Studiendesign aus, das die Affen dazu bringen sollte, Kontrollhandlungen („Checks“) durchzuführen?

Im Rahmen der Studie mussten sich die Primaten zwischen zwei Optionen entscheiden: Sich entweder einer Gedächtnisaufgabe stellen oder den Stand einer Anzeige überprüfen, die angibt, wie lange man noch warten muss, bis sie eine Belohnung erhalten (in diesem Fall Obstsaft). Das Geniale an diesem Forschungsdesign besteht darin, dass das richtige Aneinanderreihen der Schritte bei der Gedächtnisaufgabe die Anzeige nach oben steigen lässt (und sie durch falsches Handeln nach unten sinkt). Was hat das Team von E. Procyk herausgefunden?

Die schlauen Affen haben sich in 87,5 % der Fälle für die Gedächtnisaufgabe entschieden. Und in den restlichen Fällen (12,5 %) warteten die Affen darauf, dass die Belohnung für sie verfügbar ist. Dies führte wie vorhergesehen dazu, dass sie immer öfter die Anzeige überprüften, je näher die Ausgabe der Belohnung rückte (wie man beispielsweise auch immer öfter auf die Uhr sieht, je mehr sich das Ende eines Arbeitstages nähert). Während die Affen den Stand der Anzeige überprüften, wurde außerdem beobachtet, dass dabei zuerst die Nervenzellen im mittleren Bereich des Gyrus cinguli aktiviert werden, und gleich danach (500 Millisekunden später) jene des lateralen präfrontalen Cortex. Noch erstaunlicher ist, dass es den Wissenschaftlern dank ausgezeichneter statistischer Hilfsmittel gelungen ist, das unmittelbare Bevorstehen eines Checks durch die Affen genau vorherzusagen … Bis zu einer Sekunde bevor die Affen sich bewegten, um den Stand der Anzeige zu überprüfen! Im Rahmen der Studie fiel den Forschern auch auf, dass die Nervenzellen während der oben beschriebenen Checks andere Wege im Gehirn benutzen als bei anderen Arten der Entscheidungsfindung (beispielsweise während die Affen beschließen, auf einen Knopf zu drücken, um auf eine Frage im Rahmen des Gedächtnistests zu antworten).

Eine Störung des Mechanismus im Gehirn, der während der kleinen Checks im Alltag aktiviert wird, könnte das übermäßige Kontrollieren bei Patienten erklären, die an Zwangsstörungen leiden. Störungen des cingulären Cortex in den Griff zu bekommen, ist der Schlüssel zur Heilung dieser Patienten. Auch wenn diese Vorgehensweise nur bei 30–40 % der Patienten eine Wirkung zeigt, versuchen Spezialisten in den USA bereits jetzt, Menschen mit Zwangsstörungen dadurch zu behandeln, indem bestimmte Bereiche dieser Gehirnregionen zerstört werden (Technik der Elektrokoagulation). Das Team um E. Procyk hat vor Kurzem ein Projekt gestartet, das darauf abzielt „jene Regionen des cingulären Cortex ausfindig zu machen, die beim Menschen für Zwangsstörungen verantwortlich sind […] und die Auswirkungen einer Veränderung des entsprechenden cingulären Cortex bei Makaken zu untersuchen“, erklärt der Forscher. Die Ergebnisse dieser Studie, die eine große Hoffnung für Menschen mit Zwangsstörungen darstellt, werden für 2017/2018 erwartet.
Quelle: F.M. Stoll, V. Fontanier, E. Procyk, Specific frontal neural dynamics contribute to decisions to check, Nature Communications, Juni 2016.

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