Dopamin: Mehr als nur Belohnung – Neue Erkenntnisse zur Vermeidung von Gefahren

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Neue wissenschaftliche Erkenntnisse stellen die populäre Vorstellung von Dopamin als reines Belohnungshormon in Frage. Eine aktuelle Studie der Northwestern University zeigt, dass Dopamin auch eine entscheidende Rolle bei der Vermeidung von Gefahren spielt.

In der aktuellen Diskussion um die Rolle von Dopamin im Gehirn wird oft der Fokus auf seine Funktion als Belohnungshormon gelegt. Doch eine neue Studie von Forschern der Northwestern University, veröffentlicht in Current Biology, zeigt, dass Dopamin weit mehr als nur Belohnungssignale vermittelt. Es ist auch entscheidend für das Lernen aus negativen Erfahrungen und die Vermeidung von Gefahren.

Die Forscher untersuchten, wie Dopamin zur Vermeidung von negativen Erlebnissen beiträgt, insbesondere wenn es darum geht, diese zu vermeiden. Frühere Studien hatten bereits gezeigt, dass Dopamin auf Bedrohungen oder Unbehagen reagieren kann, jedoch war unklar, wie sich diese Signale im Laufe der Zeit entwickeln und ob sie sich je nach Gehirnregion unterscheiden. Die Studie zielte darauf ab, zu verstehen, wie das Gehirn sich anpasst, wenn Ergebnisse vorhersehbar und kontrollierbar sind, und wie dieses Lernen in psychiatrischen Erkrankungen, die mit übermäßigen Vermeidungsverhalten einhergehen, gestört sein könnte.

In Experimenten mit Mäusen wurde ein Verhaltenstest durchgeführt, um das Vermeidungslernen zu messen. Die Mäuse wurden in ein zweikammeriges Gerät gesetzt und erhielten eine fünfsekündige Warnung in Form eines Tons und eines Lichts, bevor ein leichter Fußschock ausgelöst wurde. Wenn die Maus während der Warnung in die andere Kammer wechselte, wurde der Schock vermieden. Diese Anordnung ermöglichte es den Forschern, sowohl Vermeidungs- als auch Fluchtverhalten über mehrere Tage hinweg zu messen.

Die Forscher zeichneten die Dopaminaktivität in zwei spezifischen Teilen des Belohnungssystems des Gehirns auf: dem Kern und der ventromedialen Schale des Nucleus accumbens. Mithilfe fortschrittlicher Faserphotometrie-Techniken und genetisch kodierter Dopaminsensoren verfolgten sie, wie sich die Dopaminspiegel als Reaktion auf die Warnung, den Schock und die Bewegung der Maus zwischen den Kammern veränderten. Dies ermöglichte es ihnen, zu beobachten, wie sich das Lernen im Laufe der Zeit entwickelte und wie verschiedene Gehirnregionen zu diesem Prozess beitrugen.

Die Ergebnisse zeigten, dass die beiden Gehirnregionen aversives Lernen auf unterschiedliche Weise verarbeiteten. In der ventromedialen Schale stiegen die Dopaminspiegel zunächst als Reaktion auf den Schock selbst an. Als die Mäuse begannen, die Warnung mit dem bevorstehenden Schock zu assoziieren, verlagerte sich die Dopaminaktivität auf die Reaktion auf die Warnung. Doch als die Tiere geschickter darin wurden, den Schock zu vermeiden, verblasste die Dopaminreaktion in dieser Region. Dies deutet darauf hin, dass die ventromediale Schale eine Rolle beim frühen Lernen und bei der Identifizierung von bevorstehenden unangenehmen Ereignissen spielt.

Im Gegensatz dazu zeigte der Kern des Nucleus accumbens ein anderes Muster. Die Dopaminspiegel in diesem Bereich sanken sowohl als Reaktion auf die Warnung als auch auf den Schock. Als die Mäuse besser darin wurden, den Schock zu vermeiden, wurde der Rückgang des Dopamins als Reaktion auf die Warnung stärker. Dies deutet darauf hin, dass der Kern an der Verfeinerung von Vermeidungsverhalten beteiligt ist, wenn das Tier geschickter wird. Die Forscher fanden heraus, dass Dopaminsignale im Kern besonders mit den Handlungen des Tieres verbunden waren, was auf eine Rolle bei der Steuerung erlernter Bewegungsmuster während der Vermeidung hindeutet.

Diese Muster änderten sich auch je nach Kontrollierbarkeit des Ergebnisses. Nachdem die Mäuse das Vermeiden des Schocks gemeistert hatten, änderten die Forscher die Aufgabe so, dass der Schock unabhängig vom Verhalten des Tieres auftrat. Unter diesen Bedingungen kehrten die Dopaminreaktionen zu früheren Mustern zurück, was darauf hindeutet, dass die Lernsignale des Gehirns empfindlich darauf reagieren, ob eine Bedrohung vermieden werden kann. Diese Flexibilität könnte wichtig sein, um Tieren zu helfen, ihr Verhalten anzupassen, wenn sich die Umwelt ändert.

Die Ergebnisse helfen zu erklären, warum manche Menschen Schwierigkeiten haben, Bedrohungen genau einzuschätzen oder übermäßige Vermeidungsverhalten zeigen, wie sie bei Angststörungen und Zwangsstörungen zu beobachten sind. Veränderungen in der Dopamin-Signalübertragung könnten zu übertriebenen Gefahrenwahrnehmungen führen, was es schwieriger macht, sich anzupassen, wenn sich Situationen ändern oder Risiken nicht mehr vorhanden sind. Das Verständnis dieser Prozesse könnte letztendlich die Behandlung dieser Erkrankungen informieren.

Die Studie stellt auch populäre Vorstellungen über Dopamin in Frage, einschließlich des Trends zum sogenannten “Dopamin-Detox”, der vorschlägt, dass das Vermeiden von angenehmen Aktivitäten das Belohnungssystem des Gehirns zurücksetzen kann. Laut den Forschern vereinfacht diese Ansicht die Rolle von Dopamin. “Dopamin ist nicht nur gut oder schlecht”, sagte Gabriela Lopez, die Erstautorin der Studie. “Es belohnt uns für gute Dinge, hilft uns aber auch, auf Signale zu achten, die auf Probleme hinweisen, aus Konsequenzen zu lernen und unsere Lernstrategien in instabilen Umgebungen kontinuierlich anzupassen.”

Talia Lerner, die leitende Autorin der Studie, betonte, dass die Flexibilität von Dopamin der Schlüssel ist. “Diese Reaktionen sind nicht nur in ihrem Zeichen unterschiedlich – in einem Bereich steigt Dopamin für etwas Schlechtes und in einem anderen Bereich sinkt es für etwas Schlechtes – sondern wir haben auch gesehen, dass eines für das frühe Lernen wichtig ist, während das andere für das Lernen in späteren Stadien wichtig ist”, erklärte sie.

Obwohl die Ergebnisse vielversprechend sind, weisen die Forscher darauf hin, dass ihre Arbeit an Mäusen durchgeführt wurde und möglicherweise nicht vollständig auf den Menschen übertragbar ist, ohne weitere Studien. Darüber hinaus, obwohl die Forscher eine Reihe von Verhaltensweisen und Gehirnreaktionen überwachten, werden die genauen molekularen Mechanismen hinter diesen Mustern noch untersucht. Zukünftige Forschungen könnten untersuchen, wie sich Dopaminreaktionen zwischen Individuen unterscheiden, wie sie bei psychiatrischen Erkrankungen verändert sind und ob Interventionen, die auf spezifische Gehirnschaltkreise abzielen, übermäßige Vermeidungsverhalten reduzieren könnten.

Das Team plant auch, zu erforschen, wie Dopaminreaktionen durch Erfahrungen wie chronischen Stress, Drogenentzug oder anhaltende Schmerzen geformt werden – Bedingungen, die verändertes Lernen und Vermeidung beinhalten. Durch das Verständnis, wie Dopamin Verhalten angesichts negativer Ergebnisse formt, hoffen Wissenschaftler, psychische Gesundheitsprobleme besser anzugehen, die die Fähigkeit der Menschen beeinträchtigen, im Alltag zu funktionieren.

Unseren KI-Morning-Newsletter «Der KI News Espresso» mit den besten KI-News des letzten Tages gratis per eMail - ohne Werbung: Hier kostenlos eintragen!