Die Auswirkungen von frühkindlicher Belastung auf Belohnungsreaktionen
Eine Studie zeigt, wie früher Stress das Belohnungsverhalten bei Männern und Frauen unterschiedlich prägt.
Lara Taniguchi, Caitlin M Goodpaster, Gregory B de Carvalho, Matthew T Birnie, Yuncai Chen, Lulu Y Chen, Tallie Z Baram, Laura A DeNardo
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Inhaltsverzeichnis
Viele Kinder auf der ganzen Welt haben in ihrer frühen Kindheit mit Schwierigkeiten zu kämpfen, sei es durch Armut, Trauma oder chaotische Umgebungen. Dieser harte Start kann zu Problemen beim Denken und emotionalen Reaktionen führen, wenn sie älter werden. Wissenschaftler haben diese frühen Schwierigkeiten mit Problemen im Belohnungssystem des Gehirns in Verbindung gebracht, was zu bestimmten psychischen Gesundheitsproblemen führt. Dazu gehören Zustände, in denen es den Betroffenen schwerfällt, Freude oder Verlangen nach Dingen zu empfinden, die sie einst genossen haben.
Interessanterweise kann die Art und Weise, wie frühe Lebensschwierigkeiten (ELA) Einzelpersonen beeinflussen, zwischen Männern und Frauen variieren. Forschung zeigt, dass Frauen zum Beispiel eher zu Comfort Food oder Opioiden greifen, wenn sie unter Stress stehen, während Männer eher zu Alkohol tendieren. Diese Muster können durch Unterschiede in der Funktionsweise der Belohnungssysteme bei jedem Geschlecht entstehen.
Um tiefer in dieses Thema einzutauchen, nutzen Forscher oft Mäuse, um die Auswirkungen von ELA auf das Gehirn nachzuahmen. Diese Studie konzentriert sich auf einen bestimmten Teil des Gehirns, wo die Auswirkungen von ELA besonders ausgeprägt sind – nämlich den Nucleus Accumbens, der eine wichtige Rolle im Belohnungssystem spielt.
Belohnungssystem des Gehirns
Das Gehirn besteht aus verschiedenen Schaltkreisen, die dabei helfen, unterschiedliche Verhaltensweisen auszuführen, einschliesslich solcher, die mit Belohnungen verbunden sind. Wissenschaftler haben die Hypothese aufgestellt, dass bestimmte Schaltkreise, insbesondere solche, die mit einem stressbezogenen Molekül namens Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH) zu tun haben, ebenfalls von ELA betroffen sein könnten.
In ihren Studien fanden die Forscher CRH in einem bestimmten Weg, der die Basolaterale Amygdala (BLA) mit dem Nucleus accumbens (NaC) verbindet. Diese Entdeckung war wichtig, weil CRH beeinflusst, wie Mäuse auf Belohnungen reagieren, insbesondere unter Stress.
Forschungsmethodik
Um die Auswirkungen von ELA auf das Belohnungsverhalten zu untersuchen, wurden bestimmte Mäusestämme verwendet, die genetische Modifikationen aufwiesen, die es den Forschern ermöglichten, CRH-Neuronen gezielt anzusprechen. Die Mäuse wurden entweder in normalen Umgebungen oder in Umgebungen aufgezogen, die frühe Lebensschwierigkeiten simulierten.
Modell mit begrenzter Einstreu und Nestmaterial
Die Forscher setzten Muttertiere (weibliche Mäuse) und ihre Nachkommen in verschiedene Käfigtypen. Einige Käfige hatten ausreichend Einstreu und Nestmaterial, während andere nur begrenzte Vorräte hatten. Dieser Ansatz ist eine bekannte Methode, um Stress bei jungen Mäusen zu erzeugen.
Nach einigen Wochen unterzogen die Wissenschaftler die Mäuse verschiedenen Tests, um ihr Verhalten in Bezug auf Belohnungen wie schmackhaftes Futter und geschlechtsspezifische Reize zu beobachten.
Verhaltenstests
Die Mäuse wurden getestet, wie viel leckeres Futter sie fressen würden und wie sie auf Düfte reagierten, die mit potenziellen Partnern assoziiert sind.
Aufgabe mit schmackhaftem Futter
In einem Test durften die Mäuse unbegrenzt Cocoa Pebbles essen. Die Forscher massen, wie viel jeder Maus von dem Snack konsumierte.
Die Ergebnisse waren überraschend. Männliche Mäuse, die ELA erfahren hatten, assen weniger schmackhaftes Futter im Vergleich zu denen, die unter normalen Bedingungen aufgewachsen waren. Im Gegensatz dazu assen weibliche Mäuse, die ELA erlebt hatten, tatsächlich mehr Cocoa Pebbles und zeigten ein gesteigertes Interesse an Belohnungen.
Vorliebe für sexuelle Reize
Die Mäuse wurden auch auf ihre Reaktionen auf Düfte getestet. Männliche Mäuse wurden mit weiblichen Düften konfrontiert, während weibliche Mäuse männliche Düfte erhielten.
Die Forscher stellten einen signifikanten Unterschied fest, wie jedes Geschlecht auf die Düfte reagierte. Männliche Mäuse zeigten weniger Interesse an weiblichen Düften, nachdem sie ELA erfahren hatten, während weibliche Mäuse eine erhöhte Anziehung zu männlichen Düften zeigten.
Die Rolle von CRH im Gehirn
Die Studie untersuchte, wie CRH-exprimierende Neuronen in der BLA das Belohnungsverhalten von männlichen und weiblichen Mäusen beeinflussen.
Aktivierung des CRH-Wegs
Bei männlichen Mäusen führte die Aktivierung des spezifischen CRH-Wegs zu einem verringerten Interesse an Belohnungen. Als der Weg bei Mäusen, die ELA erfahren hatten, gehemmt wurde, kehrten sie zu normalen Essverhalten zurück, was einen wichtigen Zusammenhang zwischen ELA und Stimmungsstörungen verdeutlichte.
Bei weiblichen Mäusen war die Situation jedoch anders. Die Aktivierung oder Hemmung desselben CRH-Wegs hatte keinen Einfluss auf ihr Essverhalten, was darauf hindeutet, dass CRHs Rolle bei der Modulation von Belohnungsgefühlen zwischen den Geschlechtern unterschiedlich sein könnte.
Strukturelle Unterschiede im Gehirn
Die Forscher wollten herausfinden, ob die Verhaltensunterschiede durch strukturelle Veränderungen im Gehirn bedingt waren.
Axonale Innervationmuster
Mithilfe fortschrittlicher Bildgebungstechniken untersuchten die Wissenschaftler, wie CRH-Neuronen im Gehirn verbunden waren. Sie stellten fest, dass männliche Mäuse mit ELA reduzierte axonale Verbindungen im Nucleus accumbens aufwiesen, während weibliche Mäuse diesen Rückgang nicht zeigten.
Diese Informationen weisen darauf hin, dass ELA die Art und Weise verändern könnte, wie das Gehirn verdrahtet ist, was die Belohnungsreaktionen bei Männern anders beeinflusst als bei Frauen.
Konsequenzen und Implikationen
Die Ergebnisse der Studie legen nahe, dass ELA das Belohnungsverhalten auf eine Weise beeinflusst, die stark vom Geschlecht abhängt.
Zukünftige Richtungen
Zu verstehen, wie ELA das Belohnungssystem des Gehirns beeinflusst, kann helfen, bessere Behandlungen für Stimmungsstörungen und verwandte Erkrankungen zu entwickeln. Es könnte auch entscheidend sein, um effektive Strategien zur Unterstützung von Kindern zu entwickeln, die in ihrer frühen Kindheit mit Widrigkeiten konfrontiert sind.
Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass frühe Lebensschwierigkeiten langfristige Auswirkungen darauf haben können, wie Individuen Belohnung und Freude erleben. Diese Effekte sind komplex und unterscheiden sich zwischen Männern und Frauen.
Während die Forscher weiterhin in diesem Bereich arbeiten, hoffen sie, mehr darüber herauszufinden, wie das Gehirn auf Stress reagiert und was das für die psychische Gesundheit bedeutet. Und wer weiss, vielleicht finden wir eines Tages sogar heraus, wie wir die komplizierte Welt der menschlichen Emotionen besser navigieren können – und verdienen uns vielleicht dabei auch ein Plätzchen!
Titel: Sex-and Stress-Dependent Plasticity of a Corticotropin Releasing Hormone / GABA Projection from the Basolateral Amygdala to Nucleus Accumbens that Mediates Reward Behaviors
Zusammenfassung: BackgroundMotivated behaviors are executed by refined brain circuits. Early-life adversity (ELA) is a risk for human affective disorders involving dysregulated reward behaviors. In mice, ELA causes anhedonia-like behaviors in males and augmented reward motivation in females, indicating sex-dependent disruption of reward circuit operations. We recently identified a corticotropin-releasing hormone (CRH) expressing GABAergic projection from basolateral amygdala (BLA) to nucleus accumbens (NAc) that governs reward-seeking deficits in adult ELA males--but not females. MethodsTo probe the sex-specific role of this projection in reward behaviors, adult male and female CRH-Cre mice raised in control or ELA conditions received excitatory or inhibitory Cre-dependent DREADDs in BLA, and then clozapine N-oxide or vehicle to NAc medial shell during reward behaviors. We determined the cell identity of the projection using immunostaining and electrophysiology. Using tissue clearing, light sheet fluorescence microscopy and deep learning pipelines, we mapped brain-wide BLA CRH+ axonal projections to uncover sex differences in innervation. ResultsChemogenetic manipulations in male mice demonstrated inhibitory effects of the CRH+ BLA-NAc projection on reward behaviors, whereas neither excitation nor inhibition influenced female behaviors. Molecular and electrophysiological cell-identities of the projection did not vary by sex. By contrast, comprehensive whole-brain mapping uncovered significant differences in NAc innervation patterns that were both sex and ELA-dependent, as well as selective changes of innervation of other brain regions. ConclusionsThe CRH/GABA BLA-NAc projection that influences reward behaviors in males differs structurally and functionally in females, uncovering potential mechanisms for the profound sex-specific impacts of ELA on reward behaviors.
Autoren: Lara Taniguchi, Caitlin M Goodpaster, Gregory B de Carvalho, Matthew T Birnie, Yuncai Chen, Lulu Y Chen, Tallie Z Baram, Laura A DeNardo
Letzte Aktualisierung: 2024-12-01 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.30.626183
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.30.626183.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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