"Abschalten" bestimmter Gehirnzellen schützt vor Stress
Forscher finden heraus, dass eine bestimmte Gruppe von Gehirnzellen angstbedingte Verhaltensweisen steuert
Es ist bekannt, dass eine langfristige Stressbelastung zu schweren psychiatrischen Problemen führen kann. Die genauen Mechanismen, die der Stressreaktion zugrunde liegen, sind jedoch weitgehend unergründlich geblieben. Jüngste Fortschritte in der mikroskopischen Bildgebung durch japanische Forscher haben zu der aufregenden Entdeckung einer kleinen Gruppe von Gehirnzellen geführt, die stressbedingte Reaktionen steuern. Diese Zellen könnten der Schlüssel zum Verständnis des Ursprungs von stressbedingten psychischen Störungen sein.
Die Aktivierung des Klaustrums, das als zuverlässiger Marker für das gestresste Gehirn identifiziert wurde, steuert stressbedingte angstähnliche und depressionsähnliche Verhaltensweisen.
Atsushi Kasai
In einer Studie, die diesen Monat in Science Advances veröffentlicht wurde, entdeckten Forscher der Universität Osaka eine kleine Gruppe von Gehirnzellen im Klaustrum von Mäusen, die das stressbedingte Angstverhalten steuern. Wenn diese Zellen mit Hilfe chemogenetischer Verfahren aktiviert wurden, zeigten die Mäuse angstbedingte Verhaltensweisen, während die Deaktivierung der Zellen die Mäuse widerstandsfähiger gegen chronischen Stress machte.
Bis vor kurzem war die Identifizierung solch kleiner Zellpopulationen mit einem unvoreingenommenen und hypothesenfreien Ansatz aufgrund technischer Beschränkungen eine Herausforderung. Die jüngste Entwicklung der "Block-Face serial Microscopy Tomography" (bekannt als FAST) durch Forscher der Universität Osaka hat dies nun ermöglicht. Mit dieser Technik konnten die Forscher Veränderungen in der zellulären Aktivität mit der Auflösung einer einzelnen Zelle untersuchen. Es ist allgemein bekannt, dass die Verarbeitung von Stress auf der Kommunikation zwischen kortikalen und subkortikalen Regionen des Gehirns beruht; der genaue Mechanismus, der dieser Kommunikation zugrunde liegt, ist jedoch unklar, was die Forscher mit dieser Technik aufdecken wollten.
Die Forscher verwendeten bewährte psychologische Tiermodelle für Stress durch Zurückhaltung und soziale Niederlagen, um die Muster der zellulären Aktivität in Mäusen zu kartieren, die dem Stress ausgesetzt waren. Mit Hilfe der FAST-Technik sammelte das Team Ganzhirnbilder von Kontrollmäusen und Mäusen, die diesen Stressbedingungen ausgesetzt waren. Von den 22 untersuchten Hirnregionen wurde das Klaustrum als eine Schlüsselregion identifiziert, die gestresste Gehirne von nicht gestressten Gehirnen unterscheidet: "Ein kombinierter Ansatz aus Hirnaktivierungskartierung und maschinellem Lernen zeigte, dass die Aktivierung des Klaustrums als zuverlässiger Marker für die Exposition gegenüber akuten Stressoren dient", so die Hauptautoren Misaki Niu und Atsushi Kasai. Indem sie die Aktivität dieser Zellen mit chemogenetischer Technologie manipulierten, kamen sie zu dem Schluss, dass das Claustrum für die Kontrolle von stressbedingtem, angstbedingtem Verhalten entscheidend ist. Wenn die Aktivität dieser Zellen verstärkt wurde, zeigten die Mäuse ängstliches Verhalten, das durch die Unterdrückung der Aktivität der Klaustrumzellen wieder rückgängig gemacht werden konnte.
"Die Inaktivierung von auf Stress reagierenden Klaustrum-Neuronen kann als zumindest teilweise präventive Maßnahme für die Entstehung von depressionsähnlichem Verhalten dienen und darüber hinaus die Stressanfälligkeit erhöhen, um die Widerstandsfähigkeit gegenüber emotionalem Stress zu steigern", erklärt der Erstautor Hitoshi Hashimoto. Diese aufregende Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für die Aktivität des Klaustrums als neues Ziel für die Behandlung von Angstzuständen und für ein besseres Verständnis der Ursachen von stressbedingten Störungen.
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Originalveröffentlichung
"Claustrum mediates bidirectional and reversible control of stress-induced anxiety responses"; Science Advances; 2022
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