MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Eine neue Studie beleuchtet die Auswirkungen von Amphetamin auf die zeitliche Wahrnehmung im Gehirn und zeigt, wie der Wirkstoff die neuronale Koordination im präfrontalen Kortex beeinträchtigt.
Amphetamin, ein häufig missbrauchtes Stimulans, das auch zur Behandlung von Aufmerksamkeitsstörungen verschrieben wird, hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Gehirnfunktion, insbesondere auf die zeitliche Wahrnehmung. Eine aktuelle Studie zeigt, dass bereits eine Einzeldosis die Fähigkeit von Mäusen, Zeitintervalle korrekt einzuschätzen, erheblich beeinträchtigt. Dies geschieht durch die Veränderung der neuronalen Aktivität im präfrontalen Kortex, einem Bereich, der für exekutive Funktionen wie Planung und Aufmerksamkeit entscheidend ist.
Die Forscher fanden heraus, dass Amphetamin die Variabilität der neuronalen Signale erhöht, die für die zeitliche Kodierung verantwortlich sind. Dies führt zu einer gestörten Entscheidungsfindung und Aufmerksamkeit. Der präfrontale Kortex, der besonders empfindlich auf Schwankungen im Dopaminspiegel reagiert, wird durch Amphetamin stark beeinflusst, was die kognitiven Funktionen erheblich beeinträchtigen kann.
Unter der Leitung von Matthew Weber und Nandakumar Narayanan an der University of Iowa untersuchte das Forschungsteam, wie Amphetamin die Gehirnaktivität bei Aufgaben beeinflusst, die exekutive Kontrolle erfordern. Die Studie konzentrierte sich auf das Intervall-Timing, eine Verhaltensaufgabe, bei der Tiere Zeitintervalle schätzen müssen, um eine Belohnung zu erhalten. Diese Aufgabe ist sowohl bei Tieren als auch beim Menschen weit verbreitet, da sie auf den präfrontalen Kortex angewiesen ist und Aufmerksamkeit sowie Arbeitsgedächtnis erfordert.
Die Ergebnisse zeigten, dass Amphetamin die Präzision des Timings erheblich beeinträchtigt, indem es die Schätzungen der Tiere variabler macht. Während auch die Genauigkeit des Timings beeinflusst wurde, war der Effekt auf die Variabilität stärker ausgeprägt. Dies deutet darauf hin, dass Amphetamin die Fähigkeit des Gehirns, Zeit konsistent zu verarbeiten, erheblich stört.
Auf neuronaler Ebene konzentrierten sich die Forscher auf Aktivitätsmuster, die als “Ramping” bekannt sind. Diese allmählichen Veränderungen in den Feuerraten der Neuronen treten während des getimten Intervalls auf und spiegeln wider, wie das Gehirn die Zeit verfolgt. Nach der Verabreichung von Amphetamin wurde diese Rampenaktivität signifikant variabler, was darauf hindeutet, dass die innere Uhr des Gehirns nicht mehr zuverlässig funktioniert.
Ein weiterer wichtiger Befund betraf die niedrigen Frequenzrhythmen im Bereich von 2-5 Hz, die oft mit kognitiver Kontrolle und Aufmerksamkeit in Verbindung gebracht werden. Diese Oszillationen waren nach der Amphetaminverabreichung im präfrontalen Kortex deutlich reduziert. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass solche Gehirnrhythmen eine wichtige Rolle bei der Organisation neuronaler Aktivität während Aufgaben spielen, die anhaltende Konzentration oder Timing erfordern.
Die Studie liefert starke Beweise dafür, dass Amphetamin die Art und Weise beeinflusst, wie das Gehirn Zeit verarbeitet, indem es die Konsistenz und Koordination der neuronalen Aktivität im präfrontalen Kortex stört. Diese Effekte wurden bereits nach einer einzigen Dosis des Medikaments beobachtet, was darauf hindeutet, dass selbst eine akute Exposition wesentliche Aspekte der exekutiven Funktion beeinträchtigen kann.
Die Forscher betonen, dass diese Erkenntnisse nicht nur für das Verständnis von Drogenmissbrauch und Behandlungen relevant sind, sondern auch für Krankheiten wie Parkinson und Schizophrenie, die mit Dopamin in Verbindung stehen. Zukünftige Studien könnten sich darauf konzentrieren, wie wiederholter oder chronischer Amphetaminkonsum die zeitliche Verarbeitung und neuronale Koordination langfristig beeinflusst.
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