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Sinneseindrücke kontrollieren Dopamin im Zwischenhirn

Intensive Sinnesreize können offenbar die Aktivität dopaminerger Nervenzellen des Zwischenhirns modulieren. Die neuen Erkenntnisse zur Steuerung der Zellen nähren Hoffnungen auf neue Therapieregime beim Resless-Legs-Syndrom (RLS).

In einem lauten Flugzeug sitzen oder über eine stille Waldlichtung gehen: Abhängig von den Reizen in ihrer Umwelt nehmen Menschen ihre Umgebung unterschiedlich wahr. Dies wiederum kann sich – den Menschen teils bewusst, teils unbewusst – auf ihr Verhalten auswirken. Darauf deuten Befunde der Arbeitsgruppe um Professor Dr. Wolfgang Driever von der Universität Freiburg hin.

Bei Untersuchungen von Fischlarven haben die Neurobiologen entdeckt, dass dopaminerge Nervenzellen im Zwischenhirn durch Berührung oder bestimmte Sehreize angeregt werden kann. Das freigesetzte Dopamin beeinflusst Funktionen vieler Schaltkreise im Gehirn und Rückenmark. Die neuen Erkenntnisse könnten zukünftig, so hoffen die Freiburger Forscher, die Entwicklung neuer therapeutischer Optionen bei Erkrankungen wie etwa dem Restless-Legs-Syndrome eröffnen.

Die Wissenschaftler untersuchten die vier Millimeter großen Larven des Aquarienfischs Zebrabärbling. Sie beobachteten mittels eines Mikroskops die Aktivität einzelner dopaminerger Nervenzellen im Gehirn von Larven, die wach waren und sich bewegten. Mithilfe optogenetischer Kalzium-Sensoren, die in aktiven Nervenzellen Licht ausstrahlen, wurde deren Aktivität sichtbar gemacht. Bisher waren in Wirbeltieren hauptsächlich dopaminerge Nervenzellen des Mittelhirns untersucht worden, die an der Bewegungskontrolle und am Belohnungsverhalten beteiligt und bei der Parkinson'schen Krankheit in ihrer Funktion beeinträchtigt sind. Die dopaminergen Neurone des Zwischenhirns dagegen wurden bislang wenig erforscht, da sie schwer zugänglich tief im Gehirn liegen. Dort sind sie auch mit Bereichen des Hypothalamus verknüpft, die das Umschalten von Grundverhaltensmustern wie Kampf oder Flucht einerseits und Ruhe oder Schlaf andererseits steuern.

Die Forschungsergebnisse des Freiburger Teams zeigen: Bestimmte intensive Sinnesreize könnten solche Grundverhaltensmuster über die Aktivität dopaminerger Nervenzellen beeinflussen. Da zudem Verbindungen zwischen diesen Nervenzellen und Sinnesorganen bestehen, ist es möglich, dass die dopaminergen Nervenzellen daran beteiligt sind, die Empfindlichkeit der Sinnesorgane für Sinnesreize einzustellen. Diese Funktion könnte für die Behandlung von Krankheiten wichtig sein. So könnten sich die Eigenschaften dieser speziellen Zellen des Zwischenhirns möglicherweise nutzen lassen, um die Sinnesempfindungen bei Patienten mit Restless-Legs-Syndrom zu vermindern und somit das Kribbeln in den Gliedern in der Schlafphase zu unterdrücken. Die weitere Untersuchung dieser dopaminergen Neurone soll dabei helfen, zu verstehen, wie diese Krankheit entsteht – und allgemeiner, wie Menschen sich auf stark wechselnde Umweltreize und Sinneseindrücke einstellen.

Die Forschung erfolgt in Zusammenarbeit mit dem Freiburger Exzellenzcluster BIOSS Centre for Biological Signalling Studies.

Literatur: Reinig S et al., Current Biology, 12. Januar 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.11.059, www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(16)31446-4

Quelle: Pressemitteilung der Universität Freiburg, 13. Januar 2017

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