Psychiatrische Erkrankungen wie Depressionen lassen sich auf verschiedenen Ebenen beschreiben. Die traditionellste Art sind subjektive Beschreibungen der Erfahrung Depressionen zu haben und Messskalen, mit denen man Depressionssymptome quantifizieren kann. In den letzten zwei Jahrzehnten haben Forscher andere Strategien entwickelt, um die biologischen Grundlagen von Depressionen zu beschreiben. Dazu gehören Messungen des Gehirnvolumens mit magnetischer Resonanztomographie (MRT) und Muster der Genaktivität in weißen Blutkörperchen.

Gleichzeitig haben zahlreiche Studien versucht die Gene zu charakterisieren, die Depressionen verursachen, wie sie auf Messskalen des Gemütszustands sichtbar werden, durch Veränderungen der Struktur und Funktion des Gehirns in MRT-Scans und als Muster der Genaktivität in Gehirngewebe post mortem von Menschen, die Depressionen hatten.

Wie wäre es aber, wenn jemand versuchen würde das Gen oder die Gene zu finden, die das „ganze Bild“ erklären, indem er all die verschiedenen Arten von Informationen kombiniert, die man sammeln kann? Genau das versuchten Dr. David Glahn und seine Kollegen von der Yale University und dem Institute of Living, Hartford Hospital in den USA.

„Sie haben sich eine sehr aufregende Strategie überlegt, wie man die verschiedenen Arten von Daten vereinen kann, die wir in der klinischen Forschung in Studien sammeln, die versuchen Risikogene zu identifizieren“, sagt Dr. John Krystal, der Herausgeber des Journals Biological Psychiatry, das die Studie jetzt publizierte.

Ihre Untersuchung lokalisierte ein Gen, das RNF123 heißt und eine Rolle bei klinischen Depressionen spielen könnte.

Die Studie hatte zwei klare Ziele: Die Forscher wollten erstens eine neue Methode beschreiben, mit der man Messdaten über die Struktur und Funktion des Gehirns nach ihrer genetischen „Bedeutung“ für eine Krankheit klassifizieren kann. Zweitens wollten sie einen Genkandidaten für klinische Depressionen lokalisieren.

„Wir versuchten eine Methode zu finden, die man generell anwenden könnte, um den Zusammenhang von biologischen Messdaten mit dem Risiko für eine (psychiatrische) Erkrankung zu untersuchen“, sagt Dr. John Blangero, der die Studie leitete und Direktor des AT&T Genomics Computing Centers am Texas Biomedical Research Institute ist. „Und bei unserem ersten Versuch diese Methode auf depressive Störungen anzuwenden, haben wir sogar etwas ganz Aufregendes gefunden.“

RNF123 ist bis jetzt noch nicht mit Depressionen in Verbindung gebracht worden, aber man hat gezeigt, dass es eine Gehirnregion beeinflusst, die Hippocampus heißt und bei Patienten mit klinischen Depressionen verändert ist.

„Wir gehen davon aus, dass die biologischen Messdaten eher die Mechanismen widerspiegeln, die den Krankheitsprozessen im Gehirn zugrunde liegen. Aber letzten Endes interessieren wir uns für die subjektiven Erfahrungen und die funktionellen Beeinträchtigungen, die mit psychischen Erkrankungen verbunden sind“, merkt Krystal an. „Der Ansatz, den die Autoren dieser Studie gewählt haben, könnte helfen, all diese Informationen zu nutzen und hoffentlich die Gene zu identifizieren, die Depressionen verursachen, oder auf die eine Behandlung abzielen könnte.“

Glahn sagt: „Wir haben noch mehr Arbeit vor uns, bevor wir wirklich glauben, dass wir ein entscheidendes Gen gefunden haben, aber wir haben einen wirklich guten Kandidaten. Und das war bei Depressionen schon schwierig genug.“

Quellen:

Elsevier, 4. Jan 2012

Glahn et al. Biological Psychiatry, Jan 2012

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An der Entstehung von Ängsten und Depressionen sind psychische und Umweltfaktoren beteiligt, aber auch die genetische Veranlagung eines Menschen spielt eine Rolle. Wie die einzelnen Faktoren auf die Funktion des Gehirns einwirken, sodass Angst- und Depressionssymptome ausgelöst werden, ist jedoch immer noch nicht klar. Um einen besseren Einblick in diese Wechselwirkungen zu bekommen, hat ein französisches Forscherteam vom Centre Émotion-Remédiation et Réalité Virtuelle (CNRS, Pitié Salpêtrière Hospital, Paris) die Amygdala untersucht. Dieser Teil des Gehirns ist bei Menschen überaktiv, die unter Ängsten und Depressionen leiden.

Die Forscher konnten zeigen, dass die Amygdala unterschiedlich reagiert, je nach dem genetischen Make-up eines Menschen, seiner Lebensgeschichte und seiner geistigen Tätigkeit. Diese Ergebnisse bedeuten, dass eine Psychotherapie eine unterschiedliche Wirkung auf die Gehirnaktivität von Patienten haben könnte, die von ihren jeweiligen genetischen Merkmalen abhängt. Die Studie erscheint als Titelgeschichte der Novemberausgabe von Human Brain Mapping.

Mehrere Studien, die in den letzten zehn Jahren publiziert wurden, deuten darauf hin, dass das Gen 5-HTTLPR eine wichtige Rolle bei Depressionen spielen könnte. Das Gen kodiert für ein Transportprotein für den Neurotransmitter Serotonin, der an der Regulation von Emotionen beteiligt ist. Der Promotor des Gens (eine Region, die die Genaktivität bestimmt) kann entweder lang oder kurz sein, und die kurze Variante kann die emotionale Wirkung belastender Ereignisse verstärken. Obwohl diese Hypothese noch umstritten ist, sind Forscher sich einig, dass die kurze Variante des Gens zu einer stärkeren Aktivierung der Amygdala (oder auch Mandelkern) führt, einer Struktur im Gehirn, die an der Entstehung von Gefühlen und der Erkennung von Gefahrensignalen beteiligt ist.

In ihrer neusten Studie untersuchten die Forscher den Einfluss von psychischen und Umweltfaktoren auf die Wirkung der beiden Genvarianten. Dafür machten sie die Aktivität der Amygdala mit funktionellem MRT, einer Gehirnimaging-Methode, sichtbar und führten Scans an den Gehirnen von 45 gesunden Testpersonen durch, darunter Träger der kurzen und der langen Genvariante. Während den Scans zeigten die Forscher den Testpersonen angenehme und unangenehme Bilder. Die Testpersonen sollten die Wirkung der Bilder entweder nur beschreiben (als angenehm oder unangenehm) oder über die Bedeutung nachdenken, die die Bilder für sie persönlich hatten.

Die Scans zeigten unterschiedliche Gehirnaktivitäten, je nach der Genvariante der Testpersonen: Bei Trägern der kurzen Variante war die Aktivierung der Amygdala stärker, wenn sie das Foto mit sich selbst in Verbindung brachten, als wenn sie nur überlegten, ob sie das Bild angenehm oder unangenehm fanden. Bei Testpersonen ohne die kurze Genvariante war es genau umgekehrt. Das heißt, die Aktivität der Amygdala war verschieden, je nach der Genvariante, aber auch nach der geistigen Tätigkeit der Testpersonen – ob sie das Bild „objektiv“ beschrieben oder eine Assoziation mit ihrer persönlichen Lebenserfahrung herstellten.

Vor den Scans wurden die Testpersonen über negative Ereignisse befragt, die sie im vorangegangenen Jahr erlebt hatten, wie zum Beispiel Schwierigkeiten im Beruf, Trennungen, Todesfälle etc. Die Ergebnisse zeigten, dass sich belastende Erlebnisse im vorangegangenen Jahr auch auf den Einfluss des Gens auf die Aktivierung der Amygdala auswirkten, wobei diese Interaktion zwischen Genen und Umwelt selbst durch die geistige Tätigkeit der Testpersonen verändert wurde.

Die Ergebnisse zeigen, dass das genetische Make-up der Testpersonen einen Einfluss auf ihre Gehirnfunktion hatte. Aber dieser Einfluss war abhängig von ihrer Lebensgeschichte und der Art des psychologischen Tests. Im Hinblick auf die Behandlung von Depressionen bedeuten diese Ergebnisse, dass eine Psychotherapie und insbesondere eine Verhaltenstherapie, die Depressionspatienten helfen soll ihre Welt anders wahrzunehmen, unterschiedliche Auswirkungen auf das Gehirn haben könnte, die von bestimmten Genen abhängen. Diese Möglichkeit wollen die Forscher nun weiter untersuchen.

Quellen:

CNRS, 28. Okt 2011

Lemogne et al. Human Brain Mapping, Nov 2011

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Menschen sehen sich heute im Privatleben wie im Beruf einer wachsenden Zahl von Ablenkungen gegenüber. Nun zeigt eine neue Studie von Forschern der University of British Columbia (UBC) in Kanada, dass Gehirn-Feedback in Echtzeit einem Menschen helfen kann, seine Gedanken besser zu kontrollieren.

Die Studie ist die weltweit erste Untersuchung darüber, wie man mithilfe der fMRT (funktionellen magnetischen Resonanztomographie) die Fähigkeit eines Menschen seine Gedanken zu kontrollieren durch Feedback vom Gehirn in Echtzeit beeinflussen kann. Die Forscher konnten zeigen, dass Feedback von Gehirnregionen, die für höhere Gedankenprozesse wie die Introspektion (Selbstbeobachtung) zuständig sind, einem Menschen hilft seine Gedanken zu kontrollieren und sein „Gehirn zu trainieren“.

„Genauso wie Athleten beim Sport von der Anleitung ihres Trainers profitieren, kann uns Feedback vom Gehirn helfen, uns unserer Gedanken bewusster zu werden“, sagt Prof. Kalina Christoff, eine Autorin der Studie von der Abteilung Psychologie an der UBC. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass wir unser Denken besser kontrollieren können, wenn wir wissen, wie sich die entsprechenden Gehirnregionen verhalten.”

Für die Studie, die in der Aprilausgabe des Journals NeuroImage veröffentlicht wurde, machten die Teilnehmer viermal Testaufgaben, die jeweils sechs Minuten dauerten, und bei denen die geistige Introspektion alle dreißig Sekunden erhöht oder erniedrigt war. Während der Tests führten die Forscher fMRT-Messungen durch, mit denen sie die Aktivität in der RLPFC-Gehirnregion (rostrolateraler präfrontaler Cortex), die an höheren Gedankenprozessen beteiligt ist, in Echtzeit verfolgten.

Teilnehmer, die fMRT-Feedback in Echtzeit erhielten, konnten sehen, wie ihre RLPFC-Aktivität während Introspektion zunahm und bei anderen Gedanken abnahm, zum Beispiel bei Testaufgaben, für die sie sich auf körperliche Empfindungen konzentrierten. Diese Teilnehmer konnten das Feedback nutzen, um ihre Gedanken zu steuern. Dadurch konnten sie ihre Gedanken deutlich besser kontrollieren und schnitten bei den geistigen Testaufgaben besser ab. Dagegen konnten Teilnehmer, die nur ungenaues oder gar kein Gehirn-Feedback erhielten, ihre Gehirnaktivität nicht regulieren und ihre Leistung steigern.

„Wenn die Teilnehmer sehen konnten, wie ihr Gehirn auf ihre Gedanken reagierte, wussten sie, ob sie die Testaufgabe gut oder schlecht machten, und konnten ihre Gedanken entsprechend anpassen“, sagt Graeme McCaig, der erste Autor der Studie, der an der Abteilung Electrical and Computer Engineering der UBC über die Interaktion von Mensch und Computer promoviert hat. „Daher konnten sich die Teilnehmer, die Feedback in Echtzeit erhielten, mit größerer Konsistenz auf die Testaufgaben konzentrieren.“

Die Studie eröffnet die Möglichkeit, das Leben von Menschen im Alltag zu verbessern, indem man fMRT-Technologie nutzt, um ihre Konzentrationsfähigkeit für Dinge im Privat- und Berufsleben zu steigern, schreibt das Forscherteam, zu dem auch Matt Dixon, Kamyar Keramatian und Irene Liu gehören.

Darüber hinaus wecken die Studienergebnisse Hoffnung auf klinische Behandlungen für Erkrankungen, die sich verbessern lassen, wenn Patienten bewusster und kontrollierter denken, zum Beispiel bei Depressionen, Angst- und Zwangsstörungen, schreiben die Forscher. In dem Maße, in dem die fMRT-Technologie weiter verfügbar wird, könnte Gehirn-Feedback in Echtzeit zu einer wichtigen Ergänzung für das Feedback werden, das ein Therapeut geben kann, oder Patienten helfen sich selbst zu beobachten.

Quellen:

University of British Columbia, 8. April 2011

McCaig et al. NeuroImage, April 2011

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Forscher haben die Wirkung von Akupunktur auf die Schmerzverarbeitung im Gehirn untersucht, indem sie funktionelle magnetische Resonanztomographie (fMRT) benutzten, um Bildaufnahmen des Gehirns von Patienten zu machen, die sie mit und ohne Akupunktur einem schmerzhaften Reiz aussetzten. Die Ergebnisse der Studie, die nach Ansicht der Forscher die Wirksamkeit der Akupunktur zeigt, wurden heute auf der Jahrestagung der Radiological Society of North America (RSNA) in Chicago vorgestellt.

„Bis jetzt war umstritten, wie Akupunktur die Wahrnehmung und Verarbeitung von Schmerzen beeinflusst”, sagt die Leiterin der Studie Dr. Nina Theysohn vom Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Neuroradiologie am Universitätsklinikum Essen. „Die funktionelle MRT ermöglicht uns, die Gehirnregionen direkt zu beobachten, die während der Wahrnehmung von Schmerzen aktiviert werden, und welche Veränderungen die Akupunktur dort bewirkt.“

fMRT ist ein Imagingverfahren und misst die sehr geringen Veränderungen im Stoffwechsel von Teilen des Gehirns, die aktiviert werden, wenn ein Patient etwas Bestimmtes tut oder spezifischen äußeren Reizen ausgesetzt wird.

Für die Studie, die in enger Zusammenarbeit mit der Abteilung Naturheilkunde und Integrative Medizin an der Universität Duisburg-Essen durchgeführt wurde, machten die Forscher fMRT-Scans von achtzehn gesunden Freiwilligen, während sie elektrische Schmerzreize an ihrem linken Fußknöchel auslösten. Dann setzten sie Akupunkturnadeln an drei genau definierte Stellen der rechten Körperhälfte (zwischen den Zehen, unterhalb des Knies und in der Nähe des Daumens) und wiederholten die fMRT-Scans, während sie erneut Schmerzreize am linken Knöchel auslösten. Für ihre Analyse verglichen die Forscher die fMRT-Aufnahmen und Daten, die sie während der Schmerzreizung mit und ohne Akupunktur erhalten hatten.

„Die Aktivierung der Gehirnregionen, die an der Wahrnehmung von Schmerzen beteiligt sind, war während der Akupunktur deutlich reduziert oder verändert”, sagt Dr. Theysohn.

Genauer gesagt, zeigten die fMRT-Scans während elektrischer Schmerzstimulierung ohne Akupunktur eine deutliche Aktivierung in der supplementären motorischen Region der gegenüberliegenden Seite, dem somatosensorischen Kortex, dem Precuneus, der bilateralen Insel und dem somatomotorischen Kortex der gleichen Seite. Dagegen war die Aktivierung der meisten dieser Gehirnregionen, die für die Verarbeitung von Schmerzreizen zuständig sind, während Akupunktur deutlich vermindert.

Nach Dr. Theysohn zeigen die Ergebnisse, dass Akupunktur nicht nur die vermutlich spezifischen Wirkungen auf das Schmerzsignal hatte, sondern auch die Gehirnaktivierung in Regionen beeinflusste, die die Schmerzerwartung des Patienten bestimmen, ähnlich der Reaktion auf einen schmerzlindernden Placebo.

Die Gehirnregion der vorderen Insel ist zum Beispiel an der Umwandlung des Schmerzreizes in eine bewusste Wahrnehmung beteiligt und stellt eine subjektive Komponente der Schmerzempfindung dar. Die verminderte Aktivierung des primären somatosensorischen Kortex und der Insel während der Akupunktur deutet auf eine veränderte Kodierung des empfundenen Schmerzreizes im Gehirn hin, die durch die Akupunktur induziert wird.

„Man nimmt an, dass Akupunktur durch mindestens zwei Mechanismen wirkt – unspezifische Effekte, die auf einer Erwartung beruhen, und einer spezifischen Veränderung des Schmerzsignals, das das Gehirn erreicht“, sagt Dr. Theysohn. „Unsere Ergebnisse sprechen für die Existenz beider Mechanismen, des unspezifischen und des spezifischen, und sie zeigen, dass Akupunktur Schmerzen lindern kann.“

Quellen:

Radiological Society of North America, 30.11.10

Theysohn et al. RSNA Annual Meeting 2010

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Ein Hirnscan mit funktionellem MRT (fMRT) reicht aus um vorherzusagen, welche Patienten mit pädiatrischen Angststörungen auf eine „Gesprächstherapie“ ansprechen und keine medikamentöse Behandlung brauchen werden, sagen Neurowissenschaftler vom Georgetown University Medical Center in den USA.

Ihre Studie, die auf der Jahrestagung der Society for Neuroscience in San Diego präsentiert wurde, zeigte, dass Kinder und Jugendliche im Alter von acht bis sechzehn Jahren, die mit Angst reagierten, wenn sie auf einem Bildschirm im fMRT-Scanner fröhliche Gesichter sahen, am wenigsten von einer achtwöchigen Verhaltenstherapie profitierten.

Dagegen stellten die Forscher fest, dass Kinder, die auf ängstliche Gesichter selbst mit Angst reagierten, von der Behandlung profitierten, die auch als Gesprächstherapie bekannt ist.

„Angststörungen und Furcht gehören von Natur aus zusammen. Wie das Angstzentrum des Gehirns reagiert, wird deshalb natürlich auch einen Einfluss darauf haben, wie sich Angststörungen manifestieren“, sagt der erste Autor der Studie Steve Rich, ein Medizinstudent im vierten Jahr.

„Die Auswirkung der Reaktionen auf den Therapieerfolg war wirklich beeindruckend”, sagt er. „Frühere Studien haben gezeigt, dass viele Menschen auf ängstliche Gesichter selbst mit Angst reagieren. Aber vor allem zeigten unsere Daten, dass manche Patienten mit Angststörungen mehr Angst vor fröhlichen als vor ängstlichen Gesichtern hatten, und diese Patienten sprachen auf die Verhaltenstherapie am wenigsten an.“

An der Studie nahmen dreizehn Jungen und zehn Mädchen teil, die alle eine Diagnose von pädiatrischen Angststörungen hatten.

Während die Patienten in der fMRT-Maschine waren, sahen sie Bilder von Gesichtern, die bestimmte starke Emotionen zeigten. „Wir wollten zwei Fragen beantworten: Welche Emotionen machen Menschen Angst, wenn sie sie im Gesicht eines anderen sehen, und sagt das Muster der Reaktionen den Erfolg einer Gesprächstherapie voraus?“, sagt Rich.

Ein fMRT ist eine Art des Scans, der Veränderungen der Durchblutung in den verschiedenen Gehirnregionen aufzeichnet und die Gehirnaktivität in der jeweiligen Region sichtbar macht. In dieser Studie konzentrierten sich die Forscher auf die Amygdala, eine Gehirnstruktur, in der die Emotion Angst repräsentiert wird.

Dann verglichen sie die unterschiedlichen Reaktionen, die sie in der Amygdala sahen, mit dem Erfolg einer anschließenden Verhaltenstherapie von acht Wochen.

Die Forscher beobachteten eine deutliche Korrelation, die zeigte, dass sich mit einem fMRT-Scan vor der Behandlung Patienten selektieren lassen, die am ehesten auf eine reine Gesprächstherapie ansprechen, und Patienten, die eine andere, z.B. medikamentöse Behandlung brauchen.

Nach Rich wäre eine Erklärung für die Ergebnisse, dass die Patienten, die mehr Angst vor fröhlichen als vor ängstlichen Gesichtern haben, unter einer etwas anderen Form der Störung leiden, die sehr ähnlich ist, sich aber nicht durch eine Verhaltenstherapie behandeln lässt.

„Bei dieser Untergruppe von Patienten könnte diese Art der Therapie in Wirklichkeit sogar noch mehr Ängste auslösen und so zu einer Entfremdung vom Therapeuten führen“, sagt er. „Weitere Studien werden nötig sein, um zu untersuchen, ob dies tatsächlich ein eigenständiger Subtyp der Erkrankung ist, oder ob ein modifizierter Ansatz der Verhaltenstherapie, bei dem der Therapeut völlig neutral bleiben müsste, eine effektivere Behandlung für diese Patienten sein könnte.“

Rich und seine Mitautoren glauben aber nicht, dass jeder Patient mit pädiatrischen Angststörungen eine Diagnose durch fMRT haben muss.

„fMRT ist teuer, und diese Studie zeigt keineswegs, dass man die Methode universell zur Diagnostik anwenden sollte“, meint er. „Aber dieses Gebiet wird sich weiterentwickeln und unsere Ergebnisse zeigen, dass uns Neuroimaging-Studien wie fMRT helfen können zu verstehen, warum bestimmte Patienten auf die Standardbehandlung nicht ansprechen könnten. In anderen Worten, wenn die Routineversorgung nicht ausreicht, können wir die individuellen Bedürfnisse von Patienten genauer untersuchen.“

Quellen:

Georgetown University Medical Center, 14.11.10

Rich et al. Society for Neuroscience, San Diego 2010

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Eine neue Studie von Wissenschaftlern aus den USA und der Schweiz zeigt, dass Verliebtsein nicht nur das gleiche euphorische Gefühl hervorrufen kann wie Kokain, sondern auch intellektuelle Gehirnregionen beeinflusst. Außerdem stellten die Forscher unter Leitung von Prof. Stephanie Ortigue von der Syracuse University fest, dass es nur etwa eine fünftel Sekunde dauert, wenn sich ein Mensch verliebt. Für ihre Untersuchung, eine sogenannte Metaanalyse, werteten die Wissenschaftler frühere Imagingstudien an verliebten Menschen aus, deren Gehirnaktivität mit funktioneller Magnetresonanztomographie gemessen wurde.

Ortigue ist eine Assistenzprofessorin für Psychologie und Neurologie am College of Arts and Sciences der Syracuse University in New York.

Die Studie von Ortigues Team zeigte, dass zwölf Gehirnregionen zusammenarbeiten, wenn sich ein Mensch verliebt, und chemische Substanzen wie Dopamin, Oxytocin, Adrenalin und Vasopressin freisetzen, die ein Hochgefühl erzeugen. Aber das Gefühl des Verliebtseins beeinflusst auch komplexe kognitive Funktionen wie geistige Vorstellungen, Metaphern und das Körperbild.

Die Ergebnisse werfen die Frage auf: „Verliebt sich das Herz oder das Gehirn?”

„Das ist immer eine schwierige Frage“, sagt Ortigue. „Ich würde sagen, das Gehirn. Aber das Herz hat auch etwas damit zu tun, weil Liebe komplex ist und dazu Prozesse gehören, die nach oben und nach unten gerichtet sind, vom Gehirn zum Herzen und umgekehrt. Zum Beispiel kann die Aktivierung mancher Gehirnregionen das Herz anregen, was wir als Schmetterlinge im Bauch wahrnehmen. Auch andere Symptome, die sich anfühlen, als ob sie vom Herzen kommen, können ihren Ursprung im Gehirn haben.“

Außerdem haben Untersuchungen gezeigt, dass auch der Blutspiegel von Nerve Growth Factor (NGF) steigt und bei frisch verliebten Paaren deutlich erhöht ist. Das Molekül spielt eine wichtige Rolle bei der „sozialen Chemie“ von Menschen oder dem Phänomen der „Liebe auf den ersten Blick“. „Diese Ergebnisse bestätigen, dass Liebe eine wissenschaftliche Grundlage hat“, sagt Ortigue.

Die Studienergebnisse sind von großer Bedeutung für die Neurowissenschaften und die Erforschung der psychischen Gesundheit, denn enttäuschte Liebe kann ein wichtiger Grund für emotionalen Stress und Depressionen sein. „Es ist eine weitere Möglichkeit, das Gehirn und die Psyche eines Patienten zu untersuchen“, sagt Ortigue. „Wenn wir verstehen, warum Menschen sich verlieben, und warum ihnen das Herz bricht, können wir neue Therapien entwickeln.“ Indem sie die Gehirnregionen identifizieren, die das Verliebtsein aktiviert, können Ärzte und Therapeuten den Schmerz eines Patienten mit Liebeskummer besser verstehen.

Außerdem zeigt die Studie, dass bei verschiedenen Arten der Liebe unterschiedliche Gehirnregionen aktiviert sind. Zum Beispiel wird bedingungslose Liebe wie die zwischen einer Mutter und ihrem Kind teilweise von den gleichen aber auch von anderen Gehirnregionen ausgelöst, darunter von Bereichen tief im Inneren des Gehirns. Leidenschaftliche Liebe wiederum wird von den Gehirnregionen entfacht, in denen sich das Belohnungszentrum befindet, aber auch von assoziativen kognitiven Gehirnregionen mit höheren geistigen Funktionen wie dem Körperbild.

Ortigue und ihre Mitarbeiter führten die Studie gemeinsam mit Wissenschaftlern der West Virginia University und des Universitätskrankenhauses Genf durch. Die Ergebnisse wurden im Journal of Sexual Medicine veröffentlicht. Ortigues nächste Studie, wie schnell sich das menschliche Gehirn verliebt, soll demnächst erscheinen.

Quellen:

Syracuse University, 18.10.10

Ortigue et al. Journal of Sexual Medicine, 2010

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Die Fehlurteile und die Risikobereitschaft, die für junge Menschen so typisch sind, haben biologische Ursachen. Das zeigt eine neue Studie von Psychologen der University of Texas at Austin.

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass Teenager stärker auf Belohnungen reagieren als Kinder oder Erwachsene. Nun haben Russell Poldrack und seine Mitarbeiter einen ersten entscheidenden Schritt gemacht, um die Mechanismen im Gehirn zu identifizieren, die junge Menschen zu diesem Verhalten treiben, und zu verstehen, welche Auswirkungen diese entwicklungsbedingten biologischen Unterschiede auf das unüberlegte Verhalten junger Menschen haben könnten.

„Unsere Ergebnisse legen die Vermutung nahe, dass junge Menschen zu riskanten Verhaltensweisen wie mit Drogen experimentieren oder ungeschützten Sex haben in Wirklichkeit von einer Überaktivität des mesolimbischen Dopaminsystems in ihrem Gehirn getrieben werden, einem System, das wohl der letzte Schritt bei den Mechanismen ist, die zu allem Suchtverhalten führen”, sagt Poldrack.

Poldrack ist Professor für Psychologie und Neurobiologie und leitet das Forschungszentrum für Imaging an der University of Texas. Die Forscher des Zentrums benutzen eine Imagingtechnologie, die funktionelle magnetische Resonanztomographie (fMRT), bei der die Gehirnaktivität mit magnetischen Feldern sichtbar gemacht wird. Die Studie wurde gemeinsam mit Jessica Cohen und Robert Asarnow und ihren Mitarbeitern von der University of California Los Angeles durchgeführt.

Für die Studie machten Versuchspersonen im Alter von acht bis dreißig Jahren einen Lerntest, bei dem sie ein abstraktes Bild in eine von zwei Kategorien einordnen sollten. Nach jeder Antwort wurde auf einem Monitor eingeblendet, ob sie richtig oder falsch war. Als Motivation erhielten die Versuchspersonen für jede richtige Antwort ein paar Cent.

Die Forscher waren vor allem daran interessiert, wie das Gehirn der Teilnehmer auf den sogenannten Belohungs-Vorhersagefehler reagierte, während sie lernten, die Bilder in Kategorien einzuordnen. Der Vorhersagefehler ist die Diskrepanz zwischen dem erwarteten und dem tatsächlichen Ergebnis einer Handlung. Das Ergebnis eines positiven Vorhersagefehlers ist besser als erwartet und das eines negativen Vorhersagefehlers ist schlechter als erwartet.

„Vorhersagefehler scheinen beim Lernen eine entscheidende Rolle zu spielen, denn wenn die Welt immer so wäre, wie wir es erwarten, gäbe es nichts Neues zu lernen“, sagt Poldrack. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass das Dopaminsystem des Gehirns auf Vorhersagefehler reagiert, indem es die Ausschüttung des Neurotransmitters Dopamin verstärkt (bei positivem Fehler) oder vermindert (bei negativem Fehler).

Die Forscher maßen die für positive Vorhersagefehler charakteristischen Gehirnsignale der Teilnehmer, wenn sie sahen, ob ihre Antwort richtig war, und wie viel Cent Belohnung sie bekommen würden. Diese Signale waren im Gehirn von Teenagern am stärksten, d.h. vermutlich bildete es mehr Dopamin als bei Kindern oder Erwachsenen.

Man weiß, dass Dopamin wichtig für menschliches Verhalten ist, das durch eine Belohnung motiviert ist. Daher könnten ihre größeren Gehirnsignale bei Vorhersagefehlern junge Menschen verstärkt zu einem Verhalten motivieren, das erfolgsorientiert und deshalb risikobereit ist.

Poldrack ist zuversichtlich, dass weitere Studien die biologischen Ursachen des typischen Teenagerverhaltens untersuchen werden. Auf die Frage, ob irgendeine wissenschaftliche Studie die Eskapaden von Teens entschuldigen kann, meint er, “Das ist eine Frage für Philosophen.”

Quellen:

Cohen et al. Nature Neuroscience, Mai 2010

University of Texas at Austin, 3.6.10

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Man sagt, in einer guten Beziehung sollten Paare nicht im Groll zu Bett gehen. Aber die neuste Studie einer Psychologin der Harvard University zeigt, dass man an der Gehirnaktivität – und zwar in der LPFC-Region (lateraler präfrontaler Kortex, ein Teil des Stirnhirns) – viel besser erkennen kann, wie sich jemand in den Tagen nach einem Streit mit seiner oder ihrer besseren Hälfte fühlen wird.

Die in der Märzausgabe von Biological Psychiatry veröffentlichte Studie zeigt, dass Menschen mit einer stärkeren Nervenaktivität in der LPFC-Region am Tag nach einem Beziehungsstreit weniger wütend sind. Damit deuten die Ergebnisse auf eine Rolle der LPFC-Region bei der Regulation von Gefühlen hin und zeigen, dass eine verbesserte Funktion dieser Region auch die Stimmung von Menschen ganz allgemein verbessern könnte.

„Unsere Ergebnisse zeigten wie erwartet, dass sich niemand am Tag nach dem Beziehungsstreit wohlfühlte”, sagt Christine Hooker, die erste Autorin der Studie und Assistant Professor für Psychologie am Fachbereich Künste und Wissenschaften der Harvard University. „Aber am Tag darauf fühlten sich Leute mit einer hohen Aktivität in der LPFC-Region besser, und Leute mit einer niedrigen Aktivität in dieser Region fühlten sich immer noch schlecht.“

Hooker führte die Studie zusammen mit Özlem Ayduk, Anett Gyurak, Sara Verosky und Asako Miyakawa durch, die alle an der University of California in Berkeley sind.

Frühere Laboruntersuchungen haben gezeigt, dass die LPFC-Region eine Rolle bei der Regulation von Gefühlen spielt. Allerdings wurde noch nie ein Zusammenhang der Region mit alltäglichen Lebenserfahrungen nachgewiesen.

An der Studie nahmen Paare von gesunden Erwachsenen teil, die länger als drei Monate zusammen waren. Die Forscher testeten die Reaktion der Teilnehmer auf eine Reihe von Bildern ihres Partners mit unterschiedlichen Gesichtsausdrücken (positiv, negativ oder neutral). Während ihnen die Fotos gezeigt wurden, befanden sich die Testpersonen in einem fMRT-Scanner, einem Gerät, das Bildaufnahmen der Nervenaktivität in ihrem Gehirn machte. Außerdem untersuchten die Forscher die geistige Kontrolle der Teilnehmer über ihre Emotionen in Labortests. Dazu gehörte unter anderem die Fähigkeit, Gefühlsimpulse zu kontrollieren und die Aufmerksamkeit umlenken und auf etwas anderes richten zu können.

Dann führten die Paare drei Wochen lang jeden Tag ein Online-Tagebuch über ihre Gemütsverfassung, und ob sie Streit mit ihrem Partner gehabt hatten.

Die Ergebnisse zeigten, dass manche Versuchsteilnehmer beim Anblick von Fotos ihres Partners mit einem negativen Gesichtsausdruck eine stärkere Aktivität in Scans der LPFC-Region hatten. Und diese Leute waren an Tagen nach einem Beziehungsstreit weniger schlecht gelaunt. Das deutet darauf hin, dass sie sich nach der Auseinandersetzung emotional besser „erholen” konnten.

Außerdem hatten Menschen mit einer höheren Aktivität in der LPFC-Region und einer besseren emotionalen Regulation nach einem Streit auch mehr geistige Kontrolle über ihre Emotionen in den Labortests, was auf einen Zusammenhang zwischen der emotionalen Regulation und der Fähigkeit zur geistigen Kontrolle im Allgemeinen hindeutet.

„Entscheidend ist, dass wir anhand der Gehirnaktivität im Scanner das Erleben von Menschen im Alltag vorhersagen konnten“, erklärt Hooker. „Wissenschaftler glauben an die Relevanz von Versuchsbeobachtungen in Scannern für das tägliche Leben, aber natürlich verbringt niemand sein Leben in einem Scanner. Wenn wir eine Verbindung herstellen können zwischen Beobachtungen im Scanner und der Fähigkeit von Menschen zur Regulation ihrer Emotionen im Alltag, könnten Psychologen vorhersagen, wie gut Menschen mit belastenden Ereignissen in ihrem Leben zurechtkommen werden.“

Hooker weiß, dass für die Entwicklung klinischer Anwendungen ihrer Forschung weitere Studien nötig sein werden. Aber die Funktion der LPFC-Region könnte Aufschluss über die Anfälligkeit von Menschen für Störungen ihrer Gemütslage nach belastenden Ereignissen geben. Außerdem stellt sich die Frage, ob eine Verbesserung der LPFC-Funktion auch die Fähigkeit solcher Menschen zur Regulation ihrer Gefühle verbessern würde.

Quellen:

Harvard Gazette, 8.3.10

Hooker et al. Biological Psychiatry, 2010

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Eine neue Studie an der University of Wisconsin-Madison in den USA zeigt, dass Patienten mit Depression die Aktivität in Gehirnregionen, die mit positiven Emotionen zusammenhängen, nicht aufrechterhalten können.

Damit widerspricht die Studie der bisher verbreiteten Auffassung, dass Menschen mit Depression eine generell verminderte Aktivität in Gehirnregionen haben, die mit positiven Emotionen assoziiert sind. Stattdessen zeigen die neuen Ergebnisse, dass die Aktivität zunächst ein ähnliches Niveau erreicht, dann aber nicht sehr lange aufrechterhalten werden kann. Die Forschungsergebnisse wurden Ende Dezember 2009 in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.

„Anhedonie, d.h. sich über Etwas nicht freuen können, was Menschen normalerweise als schön empfinden, ist eines der Hauptsymptome von Depression”, erläutert Aaron Heller, der erste Autor der Studie und Doktorand an der UW-Madison. „Die meisten Wissenschaftler dachten bis jetzt, dass Anhedonie mit einer allgemein verminderten Aktivität in den Gehirnregionen zusammenhängt, die für positive Emotionen und Belohnung wichtig zu sein scheinen. Tatsächlich fanden wir aber bei Patienten mit Depression in der Anfangphase der Experimente ein normales Aktivitätsniveau. Gegen Ende der Experimente fiel das Aktivitätsniveau jedoch sehr stark ab.“

„Nach ihren eigenen Angaben hatten die depressiven Testpersonen, die ihre Aktivität in den mit positiven Emotionen und Belohnung assoziierten Gehirnregionen besser aufrechterhalten konnten, auch ein höheres Niveau von positiven Emotionen im Alltag“, fährt Heller fort.

„Die Fähigkeit, positive Gefühlserfahrungen aufrechtzuerhalten oder sogar zu verstärken, trägt entscheidend zur Gesundheit und zum Wohlbefinden von Menschen bei“, bemerkt Richard Davidson, der Leiter der Studie. Davidson ist Professor für Psychologie und Psychiatrie an der UW-Madison und Direktor des Centers for Investigating Healthy Minds sowie des Waisman Laboratory for Brain Imaging and Behavior der Universität. „Diese Ergebnisse könnten zu Therapieformen führen, die Menschen mit Depression helfen, positive Emotionen im Alltagsleben besser aufrechtzuerhalten.“

Für ihre Studie zeigten die Forscher 27 Patienten mit Depression und 19 gesunden Kontrollpersonen Fotos, die bei ihnen positive bzw. negative emotionale Reaktionen auslösen sollten. Während sie diese Bilder betrachteten, versuchten die Versuchsteilnehmer, ihre Gefühlsantwort auf die Fotos zu verstärken, zu dämpfen oder aufrechtzuerhalten. Sie stellten sich vor, selbst in der jeweils dargestellten Situation zu sein, während Heller und seine Mitarbeiter die Aktivität in den für die Wissenschaftler interessanten Gehirnregionen maßen.

Für die Messung verwendeten die Forscher die Methode des funktionellen magnetischen Resonanzimaging (fMRT), bei der sich die Testperson in einem magnetischen Feld befindet und aktive Gehirnbereiche anhand des dort erhöhten Blutflusses auf Bildaufnahmen sichtbar gemacht werden. So konnten sie untersuchen, wie gut die Testpersonen beim Betrachten der „positiven Bilder” die Aktivierung des Belohnungszentrums des Gehirns für längere Zeit aufrechterhalten konnten.

Quellen:

University of Wisconsin-Madison, 28.12.09

Heller et al. Proceedings of the National Academy of Sciences 2009

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Eine ehrenamtliche Tätigkeit wie etwa Förderunterricht für Schulkinder kann helfen, das Nachlassen der Gehirnfunktion bei älteren Menschen hinauszuzögern oder umzukehren. Das geht aus einer Studie amerikanischer Forscher an der Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health hervor. Die Forscher benutzten die Methode des funktionellen magnetischen Resonanzimaging (fMRT), um die Gehirnfunktion bei Senioren zu untersuchen, die an einem Betreuungsprogramm für Schulkinder teilnahmen. Mit fMRT wird der Blutfluss und damit die Aktivität bestimmter Gehirnregionen mithilfe eines magnetischen Feldes auf Scans (Bildern) sichtbar gemacht. Die Ergebnisse zeigten eine verbesserte Funktion der Gehirnregionen, die an der geistigen Planung und Organisation des täglichen Lebens beteiligt sind.

Die Studie ist die erste ihrer Art, die zeigt, dass soziale Programme wie das Experience Corps – ein Programm zur Förderung von Kindern und der Gesundheit älterer Menschen – den zusätzlichen Nutzen haben können, die geistigen Fähigkeiten und damit die Lebensqualität älterer Menschen zu verbessern. Die Ergebnisse der Untersuchung wurden in der Dezemberausgabe der Journals of Gerontology: Medical Sciences veröffentlicht. In den Jahren von 1946 bis 1964 wurden 78 Millionen US-Amerikaner geboren. Menschen im rentenfähigen Alter sind die am schnellsten wachsende Bevölkerungsgruppe der USA. Entsprechend groß ist das öffentliche Interesse an Programmen zur Aufrechterhaltung der geistigen und körperlichen Gesundheit von Senioren, insbesondere angesichts der sozialen Kosten anderer Alternativen.

„Wir stellten fest, dass Menschen, die am Experience Corps teilnahmen, dadurch geistig reger wurden. Dieser Effekt war mit deutlich veränderten Aktivierungsmustern im Gehirn verbunden”, sagt die Studienleiterin Dr. Michelle C. Carlson, die Associate Professor am Department of Mental Health und Center on Aging and Health der Bloomberg School ist. „Im Grunde ist es wie eine therapeutische Maßnahme, die bei diesen älteren Menschen geistige und Gehirnfunktionen verbessert.“

Dies ist die erste solche Untersuchung über die Auswirkungen des Experience Corps auf die geistige Gesundheit älterer Menschen. Das Experience Corps ist ein landesweites Freiwilligenprogramm in den USA, das Senioren dafür schult, Kindern in städtischen öffentlichen Schulen beim Lesen und auf anderen akademischen Gebieten zu helfen. Die Studie untersuchte 17 Frauen, die 65 Jahre oder älter waren. Die Hälfte nahm an laufenden Experience Corps-Programmen an Schulen in der Stadt Baltimore teil. Die andere Hälfte war noch auf einer Warteliste, um an einem anderen Experience Corps-Programm im darauffolgenden Jahr teilzunehmen. Bei ihrer Aufnahme ins Programm und sechs Monate später hatten die Teilnehmerinnen eine Gesundheitsuntersuchung, zu der fMRT-Scans für Gehirnaktivität und psychologischen Tests für geistige Funktionen gehörten.

„Die Ergebnisse dieser Studie sind zwar vorläufig aber vielversprechend. Sie zeigen, dass sich die Reserven des Gehirns auch später im Leben ausbauen und aufrechterhalten lassen, insbesondere bei wenig aktiven Menschen, die am meisten von verhaltensändernden Maßnahmen wie dem Experience Corps profitieren können”, sagt Carlson. Inzwischen leitet die Wissenschaftlerin eine größere fMRT-Studie als Teil einer groß angelegten klinischen Untersuchung über das Experience Corps-Programm in Baltimore, die auch statistisch ausgewertet werden soll.

„Angesichts der steigenden Lebenserwartung ist es für die öffentliche Gesundheit wichtig, den Zeitpunkt hinauszuzögern, ab dem altersbedingte Erkrankungen auftreten“, meint die Autorin Dr. Linda P. Fried, die Dekanin der Mailman School of Public Health an der Columbia University in New York. „Diese Studie zeigt, dass sich neue Rollen für Senioren in unserer immer älter werdenden Gesellschaft gestalten lassen, von denen alle profitieren – hier die wichtigen gesellschaftlichen Bedürfnisse für den Erfolg von Kindern in der Schule und zugleich die Gesundheit und das Wohlbefinden der älteren ehrenamtlichen Helfer selbst.“

Quellen:

Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health, 15.12.09

Carlson et al. The Journals of Gerontology, 2009

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