Forscher erkennen Gehirnwellen im Zusammenhang mit sozialem Verhalten

Zusammenfassung: Die Studie zeigt Gehirnwellenaktivität im medialen präfrontalen Kortex und in der Amygdala, die mit sozialem Verhalten bei Mäusen in Verbindung steht.

Quelle: Tohoku-Universität

Forscher der Universität Tohoku und der Universität Tokio haben elektrische Wellenmuster im Gehirn entdeckt, die mit dem Sozialverhalten von Mäusen in Zusammenhang stehen. Sie stellten auch fest, dass Mäusen, die Anzeichen von Stress, Depression oder Autismus zeigten, diese Gehirnwellen fehlten.

Der mediale präfrontale Cortex (mPFC) und die Amygdala-Regionen des Gehirns regulieren unsere Emotionen und unterliegen pathologischen Veränderungen, wenn wir an einer psychischen Erkrankung leiden. Die detaillierten neuronalen Prozesse dahinter bleiben jedoch unklar.

Takuya Sasaki von der Graduate School of Pharmaceutical Sciences der Universität Tohoku leitete ein kollaboratives Team, das elektrische Gehirnsignale – sogenannte elektrische Gehirnwellen – in den mPFC- und Amygdala-Regionen von Mäusen aufzeichnete.

Sie fanden heraus, dass bestimmte Gehirnwellen deutliche Veränderungen durchmachten, wenn die Mäuse sozial miteinander interagierten. Insbesondere verringerten sich die Gehirnwellen im Theta- (4-7 Hz) und Gamma-Frequenzband (30-60 Hz) bzw. nahmen während der sozialen Kommunikation zu.

Als die gleichen Tests an Mäusen durchgeführt wurden, die schlechte soziale Fähigkeiten oder Symptome von Depression und Autismus zeigten, waren die Gehirnwellen nicht vorhanden. Bemerkenswerterweise stellte die künstliche Wiederholung von Gehirnwellen, die mit sozialem Verhalten verbunden sind, durch eine optische und genetische Verarbeitungstechnik in diesen Krankheits-Mausmodellen ihre Fähigkeit zur sozialen Interaktion wieder her.

„Dieser Befund liefert ein einheitliches Verständnis der Gehirnaktivität, die dem sozialen Verhalten zugrunde liegt, und seiner Defizite bei Krankheiten“, sagt Sasaki.

Mit Blick auf die Zukunft ist Sasaki bestrebt, die zugrunde liegenden Mechanismen der neuronalen Dynamik in diesen Gehirnwellen zu identifizieren und die Beteiligung anderer Gehirnregionen am Sozialverhalten zu bewerten. Gleichzeitig untersucht er, ob die gleichen Gehirnmechanismen beim Menschen für klinische Anwendungen funktionieren.

Über diese Neuigkeiten aus der Sozialverhaltensforschung

Autor: Pressebüro
Quelle: Tohoku-Universität
Kontakt: Pressestelle – Universität Tohoku
Bild: Das Bild wird Takuya Sasaki et al. zugeschrieben.

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„Präfrontale Amygdala-Oszillationen im Zusammenhang mit sozialem Verhalten bei RattenGeschrieben von Nahoko Kuga et al. eLife

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Präfrontale Amygdala-Oszillationen im Zusammenhang mit sozialem Verhalten bei Ratten

Der mediale präfrontale Kortex und die Amygdala sind an der Regulation des Sozialverhaltens beteiligt und mit psychiatrischen Erkrankungen assoziiert, aber ihre neurophysiologischen Mechanismen auf Netzwerkebene bleiben unklar.

Wir haben lokale Feldpotentiale (LFPs) aus dem dorsolateralen präfrontalen Kortex (dmPFC) und der basalen lateralen Amygdala (BLA) aufgezeichnet, während männliche Mäuse am Sozialverhalten teilnehmen. Wir fanden heraus, dass sowohl dmPFC als auch BLA bei Wildtypmäusen die Oszillationsleistung um 4–7 Hz erhöhten und die Leistung um 30–60 Hz verringerten, wenn sie Aufmerksamkeit auf eine andere Zielmaus benötigten.

In Rattenmodellen mit geringen sozialen Interaktionen stieg die dmPFC 4-7 Hz-Leistung noch stärker an, insbesondere wenn sie soziales Vermeidungsverhalten zeigten. Im Gegensatz dazu nahmen dmPFC und BLA von 4 auf 7 Hz ab, wenn sich Wildtyp-Mäuse sozial der Zielmaus näherten. Frequenzspezifische optische Manipulationen, die LFP-Muster wiederholen, die mit dem sozialen Ansatz verbunden sind, stellten das soziale Interaktionsverhalten bei sozial schwachen Mäusen wieder her.

Diese Ergebnisse demonstrieren ein neurophysiologisches Substrat für den präfrontalen Kortex und die Amygdala, die mit sozialem Verhalten assoziiert sind, und liefern ein einheitliches Verständnis der Pathophysiologie der neuralen Populationsdynamik, die sozialen Verhaltensdefiziten zugrunde liegt.