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Psychoneuroimmunologie: Effekte von Immunbotenstoffen im Gehirn auf motiviertes Verhalten

Die Emotion Angst ist ein komplexes Phänomen, dass sowohl Erleben als auch Verhalten umfasst und teilweise erlernt, teilweise auch genetisch vorbestimmt ist. Angst gibt es nicht nur beim Menschen, denn auch Tiere haben „Angst“ bzw. zeigen angstähnliches Verhalten. Im Tiermodell können Emotionen im Sinne des subjektiven Erlebens nicht gemessen werden, weshalb sich die Forschung auf die Messung von Verhalten beschränken muss. Verhalten steht oft mit Annäherung und Vermeidung in Zusammenhang. Dabei wird Annäherung mit Neugier und Vermeidung mit Angst assoziiert. Dies macht man sich im Tiermodell durch Verhaltenstests zunutze, die Vermeidungsverhalten messen und als ein Maß für angstähnliches Verhalten dienen. Einer dieser Tests ist das Offenfeld. Da Ratten instinktiv offene Plätze vermeiden, weil sie dort angreifbar sind, wird die Aufenthaltszeit  in der Mitte des „offenen Feldes“ gemessen (siehe Abb. 1). Die Vermeidung der Mitte liefert einen Indikator für angstähnliches Verhalten. Annäherung und Vermeidung werden aufgrund der Annahme, dass sie mit bestimmten Emotionen und Intentionen in Zusammenhang stehen, auch als motiviertes Verhalten beschrieben.

Offenfeld












Abb.1: Ratte im Randbereich des großen offenen Feldes

Es wird angenommen, dass bestimmte Hirnstrukturen bei unterschiedlichen Emotionen wichtig  sind. Im Zusammenhang mit Angst haben sich die Amygdala, der präfrontale Kortex, aber neuerdings auch das Striatum, ein Teil der Basalganglien, als relevant erwiesen. Das Striatum ist eine wichtige Schaltstelle im Gehirn, da es mit verschiedenen Strukturen verbunden ist, die für motivationale und emotionale Aspekte zuständig sind. Durch das Striatum kann Verhalten verstärkt oder gehemmt, werden, was eventuell auch für angstähnliches Verhalten gilt. Außerdem lassen sich in dieser Struktur verschiedene Botenstoffe (Dopamin und Serotonin) finden, die in engem Zusammenhang mit motiviertem Verhalten stehen.

Die Kommunikation innerhalb des gesamten Nervensystems geschieht über chemische Botenstoffe (sogenannte Neurotransmitter). Motiviertes Verhalten wird von solchen Neurotransmittern und Neuromodulatoren gesteuert. Unter Neuromodulatoren versteht man körpereigene Substanzen, die in der Lage sind, die durch Neurotransmitter vermittelte neuronale Übertragung zu beeinflussen. Eine Gruppe von potentiellen Neuromodulatoren sind die Zytokine. Dies sind Proteine, die vor allem das Wachstum und die Differenzierung von Körperzellen regulieren. Zytokine werden auch als Botenstoffe des Immunsystems bezeichnet, allerdings geht man mittlerweile davon aus, dass sie neben ihrer Wirkung auf die Immunregulation auch Einfluss auf das Verhalten haben. Neuerdings ist bekannt, dass Zytokine auch im Gehirn vorkommen. Es wird angenommen, dass sie dort eine wichtige Rolle bezüglich motivierten Verhaltens spielen und einen bedeutenden Einfluss auf Stimmung, Angst und Neugierverhalten haben.

In unseren vorherigen Untersuchungen zeigte sich ein Zusammenhang zwischen angstähnlichem Verhalten und einem speziellem Zytokin, dem Interleukin 2 (IL-2). Ratten, die sich in ihrem angstähnlichem Verhalten unterschieden, wiesen auch Unterschiede in ihrer IL-2 Konzentration im Striatum und im präfrontalen Kortex auf (Pawlak et al. 2003, 2005). Ferner wurde gezeigt, dass durch eine Injektion von IL-2 direkt in das Striatum unterschiedliche Verhaltensweisen der Tiere in Tests für Motivation und Emotion (Offenfeld, erhöhtes Plus-Labyrinth) dosisabhängig verändert wurden (Pawlak 2006; Schwarting und Löhn (2006) unpublizierte Daten). Höhere Dosierungen von IL-2 resultierten in einer tendenziell Verhaltensaktivierung, während sehr niedrige Dosierungen tendenziell zu einer Verhaltenshemmung führten.

In der Dissertation von Britta Karrenbauer sollen die Verhaltenseffekte von IL-2 im Striatum weiter spezifiziert werden. Die Arbeit wird unter Anleitung von Dr. Cornelius R. Pawlak (Zentralinstitut für Seelische Gesundheit in Mannheim) und Prof. Rainer K.W. Schwarting durchgeführt.

Hierbei sind primär die Dosis- und Langzeiteffekte von IL-2, welches direkt in das Striatum injiziert wird, von Bedeutung. Außerdem sollen die Effekte von IL-2 unter Berücksichtigung der individuellen Ängstlichkeit der Tiere untersucht werden. Des Weiteren soll der Frage nachgegangen werden, ob  die erwarteten Effekte von IL-2 durch einen Zytokinblocker (Antagonist) gehemmt werden.


Literaturangaben:

  • Pawlak CR, Ho Y-J, Schwarting RKW, Bauhofer A (2003). Relationship between striatal levels of interleukin-2 mRNA and plus-maze behaviour in the rat. Neuroscience Letters; 341, 205-208.

  • Pawlak CR, Schwarting RKW, Bauhofer A (2005). Cytokine mRNA levels in brain and peripheral tissues of the rat: Relationships with plus-maze behaviour. Molecular Brain Research; 137, 159-165.
 
  • Pawlak CR & Schwarting RKW (2006). Striatal microinjections of interleukin-2 and rat behaviour in the elevated plus-maze. Behavioral Brain Research; 168, 339-344.

Zuletzt aktualisiert: 18.02.2008 · Borchers

 
 
 
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