Forschungspreis 2020 der Schweizerischen Hirnliga: Wo sitzt die Angst im Gehirn?

Was passiert im Gehirn bei Angstzuständen?

Innere Zustände wie Angst, Hunger, Stress oder sexueller Antrieb bestimmen unser Verhalten. Wenn wir zu lange nichts gegessen haben, sind wir schlecht gelaunt; wenn wir Angst haben, sind wir passiver und ziehen uns zurück. Die Basler Forschergruppe um Jan Gründemann und Andreas Lüthi hat untersucht, wie diese Verhaltenszustände im Gehirn codiert sind: Welche Gruppen von Nervenzellen in der Amygdala – dem «Angstzentrum» des Gehirns – sind aktiviert, wenn ängstliche Verhaltensweisen auftreten? Und wie verändert sich diese Aktivität, wenn sich das Verhalten verändert? Mithilfe eines neuen Miniaturmikroskops konnten die Forscher in der Amygdala von aktiven Mäusen erstmals Muster beschreiben, die die Angstzustände der Mäuse abbilden.

Für ihre bemerkenswerte Studien wurde die Forschungsgruppe von Gründemann und Lüthi mit dem Forschungspreis der Schweizerischen Hirnliga in der Höhe von 20’000 Franken ausgezeichnet. Ihre Erkenntnisse liefern einen wichtigen Beitrag zum Verständnis des Gehirns und bergen grosses Potential für therapeutische Massnahmen.

Neue Sichtweise dank Miniaturmikroskop
Die Amygdala ist ein Knotenpunkt im Gehirn. Sie spielt eine besondere Rolle für Angstzustände wie zum Beispiel posttraumatische Angststörungen sowie für verschiedene weitere innere Zustände. Um die neuronale Signatur – den «Code» – von Angstzuständen in der Amygdala zu entziffern, hat die Forschungsgruppe um Gründemann und Lüthi intensiv am Menschen und im Tiermodell geforscht. Für die prämierte Studie haben die Forscher ein neuartiges Miniaturmikroskop in der Amygdala von Mäusen eingesetzt, die sich frei bewegen konnten. So konnten sie die Gehirnaktivität der aktiven Tiere über mehrere Tage hinweg verfolgen. Die grossen Datenmengen konnten dank neuer Analyseverfahren, entwickelt von der theoretischen Neurowissenschaftlerin Dr. Yael Bitterman, ausgewertet werden.

Dank der neuen Messmethode gelang es dem Team, Aktivitätsmuster in der Amygdala zu finden, die sich immer genau dann veränderten, wenn die Mäuse plötzlich ihr Angstverhalten änderten; wenn die Maus also z. B. kein ängstliches Verhalten mehr zeigte und stattdessen wieder ihre Umgebung erkundete. Weil die Amygdala so tief im Gehirn liegt, konnte diese Aktivität zuvor noch nie bei verschiedenen Verhaltensweisen über mehrere Tage hinweg gemessen werden. Die Forschungsgruppe war selbst überrascht, welche Signatur sie nun dank der höheren Auflösung erkennen konnte: Die neu entdeckten Muster funktionierten ganz anders als bisher angenommen – und sie seien erstaunlich simpel codiert, obwohl sie für komplexe Zustände verantwortlich sind, so Gründemann und Lüthi. Ihre Entdeckung ist ein erster Schritt, der ein ganzes neues Feld möglicher Anschlussstudien eröffnet.

Neue Ansätze für die Behandlung posttraumatischer Belastungsstörung?
Die Art der Informationsverarbeitung, die die Forscher hier erstmals beschreiben konnten, könnte grundlegend für die Beschreibung verschiedenster innerer Zustände sein. Und langfristig lassen sich darauf aufbauend möglicherweise auch Schlüsse für die Behandlung menschlicher Krankheitsbilder wie posttraumatische Belastungsstörungen ziehen: Sie könnten dabei helfen, Probleme gezielter ‚an der Wurzel‘ zu behandeln.

Das Preisgeld der Schweizerischen Hirnliga unterstützt das Forschungsteam bei weiteren Untersuchungen. In einer nächsten Studie fragen sie danach, inwiefern die beobachteten neuronalen Signaturen bei anderen Verhaltensweisen auftreten, z. B. während sozialer Interaktion und Nahrungssuche. Und sie möchten testen, ob gezielte Veränderungen der neuronalen Signaturen zu einer Veränderung im Verhalten führen können. So hoffen sie, Einstiegspunkte für neue Forschung am menschlichen Verhalten zu schaffen.

Das Gehirn ist unser wichtigstes Organ. Es steuert Körper, Sinne und Gefühle des Menschen. Und doch wissen wir nur wenig über unser Gehirn.

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Woche des Gehirns 2020 - alle Veranstaltungen abgesagt


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Forschungspreis

Der Forschungspreis 2020 der Schweizerischen Hirnliga geht an die Forschungsgruppe von Prof. Dr. Jan Gründemann und Prof. Dr. Andreas Lüthi vom Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research und der Universität Basel.

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