Amphetamin stört zeitliche Wahrnehmung im Gehirn durch neuronale Desynchronisation

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Eine neue Studie beleuchtet die Auswirkungen von Amphetamin auf die zeitliche Wahrnehmung im Gehirn, indem es die neuronale Koordination im präfrontalen Kortex stört.

Amphetamin, ein häufig missbrauchtes Stimulans, das auch zur Behandlung von Aufmerksamkeitsstörungen verschrieben wird, hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Gehirnaktivität, die mit exekutiven Funktionen verbunden ist. Eine kürzlich in Neuropharmacology veröffentlichte Studie zeigt, dass eine Einzeldosis Amphetamin die Fähigkeit von Mäusen, die Zeit genau einzuschätzen, beeinträchtigt, indem sie die Art und Weise verändert, wie Neuronen im präfrontalen Kortex die Zeit repräsentieren.

Die Forschung, geleitet von Matthew Weber und Nandakumar Narayanan von der University of Iowa, untersucht, wie Amphetamin die neuronale Aktivität während Aufgaben beeinflusst, die exekutive Kontrolle erfordern. Amphetamin erhöht die Konzentration von Dopamin und Noradrenalin im Gehirn, was kurzfristig die Aufmerksamkeit steigern kann, jedoch auch bekannte Nebenwirkungen hat, insbesondere bei unsachgemäßer Anwendung.

Die Studie konzentrierte sich auf das Intervall-Timing, eine Verhaltensaufgabe, bei der Tiere Zeitintervalle schätzen müssen, um eine Belohnung zu erhalten. Diese Aufgabe erfordert Aufmerksamkeit und Arbeitsgedächtnis und bietet eine Möglichkeit, die Genauigkeit und Konsistenz der zeitlichen Einschätzung zu messen. Die Forscher führten eine Meta-Analyse von 15 früheren Studien durch und fanden heraus, dass Amphetamin die Präzision des Timings signifikant beeinträchtigt.

In einem eigenen Experiment trainierten die Forscher Mäuse auf eine etablierte Version der Intervall-Timing-Aufgabe. Nach der Implantation von Elektroden im präfrontalen Kortex der Mäuse beobachteten sie, dass Amphetamin die neuronale Aktivität variabler machte, was auf eine gestörte interne Uhr des Gehirns hinweist.

Die Studie zeigte auch, dass die Koordination zwischen Neuronen nach der Verabreichung von Amphetamin geschwächt war. Neuronen, die normalerweise synchronisiert arbeiteten, verloren ihre funktionale Verbindung. Diese geschwächten Interaktionen könnten auf einen Zusammenbruch der neuronalen Netzwerke hinweisen, die komplexe zeitliche und Entscheidungsprozesse unterstützen.

Ein weiterer wichtiger Befund betraf die Reduktion niederfrequenter Gehirnrhythmen im Bereich von 2-5 Hz, die oft mit kognitiver Kontrolle und Aufmerksamkeit verbunden sind. Diese Oszillationen wurden im präfrontalen Kortex nach der Verabreichung von Amphetamin deutlich reduziert.

Die Ergebnisse liefern starke Hinweise darauf, dass Amphetamin die Verarbeitung von Zeit im Gehirn beeinflusst, 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 weitere Studien erforderlich sind, um die spezifischen Beiträge verschiedener Gehirnregionen und Neurotransmittersysteme zu den beobachteten Verhaltensänderungen zu isolieren. Zukünftige Forschungen könnten auch Techniken wie Optogenetik nutzen, um die kausalen Zusammenhänge zwischen neuronaler Variabilität und zeitlichem Verhalten besser zu verstehen.

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