Entscheidungsfindungsprozess: Optogenetik deckt das Gehirnnetzwerk auf, das an emotionalen Entscheidungen beteiligt ist
Entscheidungsfindungsprozess: Optogenetik deckt das Gehirnnetzwerk auf, das an emotionalen Entscheidungen beteiligt ist
Anonim

Sie brauchen mehr Geld, also wollen Sie einen hochbezahlten Job, wissen aber, dass das viel harte Arbeit und wahrscheinlich auch lange Nächte und Wochenenden bedeuten würde. Immer wenn ein Ziel sowohl wünschenswert als auch unangenehm ist, erleben wir einen psychologischen Konflikt, der als Annäherungsvermeidung bekannt ist. Während dieser Konflikte greift unser Gehirn auf ein spezialisiertes Netzwerk zu, das uns hilft, schwierige und emotionale Entscheidungen zu treffen, sagen MIT-Neurowissenschaftler. Dieser neuronale Schaltkreis beginnt und endet mit Striosomen.

Was genau sind Striosomen? Diese Zellcluster verteilen sich über das Striatum – eine große Hirnregion unterhalb der Großhirnrinde, die an der Koordination unserer Bewegungen an unsere Motivationen beteiligt ist. Striosomen sind jedoch so klein und liegen so tief im Gehirn, dass es für Forscher schwierig ist, sie mit einer fMRT abzubilden. Aus diesem Grund bleiben sie ein unentdecktes Territorium des Gehirns.

Frühere Studien aus dem Labor von Dr. Ann Graybiel, einer MIT-Professorin und Mitglied des McGovern Institute for Brain Research, identifizierten Regionen des präfrontalen Kortex des Gehirns, die zu den Striosomen projizieren. Da diese Regionen dabei halfen, Emotionen zu verarbeiten, vermuteten die Forscher, dass der gesamte Gehirnkreislauf in irgendeiner Weise mit Emotionen in Verbindung stehen könnte. Wichtig ist, dass bei Affen Entscheidungen, die während Annäherungs-Vermeidungs-Konflikten getroffen werden, selektiv eine Untergruppe von Neuronen in einer medialen präfrontalen Region aktivieren, die der menschlichen Zone zu entsprechen scheint, die auf die Striosomen abzielt.

Um diese Schaltung und ihre Funktion besser zu verstehen, entwarf das MIT-Team eine Reihe von Experimenten.

Das Gehirn entdecken

Die Forscher untersuchten Ratten, wie sie fünf verschiedene Arten von Verhaltensaufgaben ausführten. Die Entscheidungen der Nagetiere waren in vier der Einstellungen relativ einfach, doch in einer konstruierten die Forscher ein komplexeres Annäherungs-Vermeidungs-Szenario. Während dieser Labyrinth-Lauf-Aufgabe mussten die Ratten zwischen zwei Optionen wählen: einer mit starker Schokolade (die sie mögen) und einem hellen Licht (was sie nicht mögen) und einer anderen Option mit dunklerem Licht, aber schwächerer Schokolade.

Wenn wir Menschen mit einer ähnlichen Vorgehensweise-Vermeidungs-Wahl konfrontiert würden, würden wir höchstwahrscheinlich Angst empfinden, die unsere "Kosten-Nutzen-Analyse" beeinflussen und letztendlich unsere Entscheidung beeinflussen würde.

Die Forscher beobachteten die Reaktion der Ratten und fügten diesen fünf aufschlussreichen Aufgaben eine weitere Dimension hinzu. Während einiger der Labyrinthläufe schalteten die Wissenschaftler den kortikalen Input für die Striosomen der Ratten ein und aus, indem sie Licht direkt auf die kortikalen Zellen richteten – eine Neuromodulationsmethode, die als Optogenetik bekannt ist.

Indem sie die Entscheidungsprozesse der Ratten beleuchteten, entdeckten die Forscher, dass der Schaltkreis, der den Kortex mit den Striosomen verbindet, während der Annäherungsvermeidungsaufgabe eine Rolle spielte, aber bei den vier anderen Aufgaben beeinflussten die Striosomen den Entscheidungsprozess überhaupt nicht.

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Striatum (und insbesondere die Striosomen) als mentaler Torwächter fungieren könnten, sagen die Forscher. Die Striosomen absorbieren sensorische und emotionale Informationen, die vom Kortex kommen, und integrieren sie dann, um eine Entscheidung zu treffen.

Derselbe Kreislauf scheint die Substantia nigra zu umfassen, eine Mittelhirnregion, die dopaminhaltige Zellen enthält. Wenn diese Zellen der Substantia nigra von den Striosomen aktiviert werden, spekulieren die Forscher, wirken sie sich langfristig auf die Einstellung zur Entscheidungsfindung aus.

Letztendlich schlägt diese Forschung neue Möglichkeiten zur Linderung von Angstzuständen und anderen Stimmungs- oder emotionalen Störungen vor. Durch ein besseres Verständnis der Rolle der dopaminhaltigen Substantia nigra-Zellen glaubt die Gang vom MIT, dass sie auch lernen können, die Symptome der Parkinson-Krankheit und verwandter Erkrankungen zu lindern.

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