Optogenetik Wie Serotonin die Kommunikation im Gehirn ausbalanciert
Der Botenstoff stimmt den Einfluss sensorischer Reize auf interne Verarbeitungsprozesse ab.
Unser Gehirn befindet sich im ständigen Selbstgespräch. Diese interne Kommunikation wird fortwährend durch äußere Reize beeinflusst. Dabei müssen aktuelle Sinneswahrnehmungen und laufende Hirnaktivität aufeinander abstimmt werden. Ein Forschungsteam der Neurowissenschaft an der RUB hat herausgefunden, wie der Botenstoff Serotonin diese Prozesse im Gehirn reguliert. Über die Arbeit berichtet die Fachzeitschrift „Elife“ online am 7. April 2020.
Feinabstimmung von Informationsströmen
„Man kann sich das Problem des Gehirns, interne und externe Information aufeinander abzustimmen, folgendermaßen vorstellen“, erklärt Privatdozent Dr. Dirk Jancke, Leiter der Arbeitsgruppe Optical Imaging am Institut für Neuroinformatik: „Sie sitzen mit Ihrer Familie am Tisch und diskutieren hitzig und lautstark interne Angelegenheiten. Plötzlich klingelt das Telefon. Sie heben ab. Damit gleichzeitig sowohl die Familiendiskussion im Hintergrund ungestört weitergehen kann, als auch Ihr Gespräch mit dem externen Anrufer, müssen die jeweiligen Lautstärken angepasst werden. Bei vergleichbaren Prozessen im Gehirn hilft Serotonin.“
Niedriger Serotoninspiegel im Schlaf
Experimente zeigten: Ein Anstieg des Serotoninlevels im visuellen Cortex, der Seheindrücke verarbeitet, bewirkt eine Abschwächung von Aktivitäten aufgrund visueller Reize und eine Abschwächung von Signalen interner Kommunikation. Ein niedriger Serotoninspiegel, wie er während der nächtlichen Schlafphase auftritt, begünstigt Gehirn-interne Kommunikation und somit möglicherweise die wichtige Funktion des Träumens.
„Fehlfunktionen beim Zusammenspiel dieser Rezeptoren bergen allerdings die Gefahr, dass verschiedene Informationskanäle aus dem Gleichgewicht geraten“, so Jancke. Beispielsweise könnten genetisch bedingte Fehlverteilungen von Serotoninrezeptoren dauerhaft ein Ungleichgewicht zwischen Außenwelt und Innenwelt erzeugen, ähnlich wie man es bei Krankheitsbildern wie Depression oder Autismus beobachten kann.
Wirkweise besser verstehen
Die Forschungsgruppe hofft, dass ihre Ergebnisse dazu beitragen, die Wirkweise von Serotonin im Gehirn besser zu verstehen und damit die Forschung an Medikamenten zu fördern, die durch spezifische Rezeptorwirkung Patienten mit serotoninbedingten psychischen Erkrankungen helfen.
