Die Auswirkungen von Stress auf die Gehirngesundheit
Chronischer Stress wirkt sich auf das Gedächtnis und die Emotionen aus und kann zu psychischen Problemen führen.
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Inhaltsverzeichnis
- Die Rolle des Hippocampus in Emotionen
- Alter und Stresssensitivität
- Gedächtnisforschung bei Mäusen
- Vorbereitung von Mausgehirnproben
- Analyse der Genexpression im Mausgehirn
- Neuronen und ihr Einfluss auf das Verhalten
- Verständnis der Gliazellen im Gehirn
- Der Zusammenhang zwischen GABA und Gedächtnis
- Chronischer Stress und seine Auswirkungen auf die Gesundheit
- Zukünftige Forschungsrichtungen
- Originalquelle
- Referenz Links
Stress hat einen grossen Einfluss auf unsere Gesundheit. Chronischer Stress, also langfristiger Stress, kann zu ernsthaften psychischen Problemen führen wie Depressionen, Angstzuständen und posttraumatischen Belastungsstörungen (PTBS). Es kann auch die Funktionsweise unseres Gehirns beeinflussen, besonders in Bereichen, die für Gedächtnis und Emotionen zuständig sind. Zum Beispiel, wenn wir ständig negativ über vergangene Ereignisse nachdenken, kann das die Auswirkungen von chronischem Stress auf das Gehirn nachahmen.
Bei Menschen können sich repetitive negative Gedanken negativ auf das Gehirn auswirken, wie zum Beispiel eine erhöhte Aktivität im Hippocampus, einem Bereich, der wichtig für das Gedächtnis ist. Das kann zu kognitiven Problemen führen, einschliesslich frühen Stadien der Demenz. Forscher haben gezeigt, dass Mäuse, die positiven Erinnerungen ausgesetzt werden, eine Erleichterung von symptomen zeigen, die Depressionen ähneln. Andererseits kann das Erinnern an negative Erfahrungen Angst und Furcht erhöhen.
Die Rolle des Hippocampus in Emotionen
Der ventrale Hippocampus (vHPC) ist ein Teil des Gehirns, der viel untersucht wurde, weil er bei der Regulierung von Emotionen eine Rolle spielt. Er hilft dabei, wie wir auf Stress reagieren. Wenn dieser Teil des Gehirns nicht richtig funktioniert, kann das zu emotionalen Problemen führen. Neuronen im vHPC kommunizieren mit anderen Teilen des Gehirns, wie der Amygdala und der Grosshirnrinde, die entscheidend für die Bildung emotionaler Erinnerungen und die Regulierung von Angst sind.
Forschungen legen nahe, dass die Stimulation von Neuronen, die mit negativen Erinnerungen verbunden sind, Angst und Furcht erhöhen kann. Ob die Aktivierung dieser Erinnerungen über längeren Zeitraum zu dauerhaften Verhaltens- und Gehirnaktivitätsänderungen führt, ist jedoch noch unklar.
Alter und Stresssensitivität
Junge und ältere Menschen reagieren unterschiedlich auf Stress und negative Gedanken. Studien haben gezeigt, dass traumatische Erlebnisse in der Kindheit das Risiko für psychische Probleme im späteren Leben erhöhen können. Das jüngere Gehirn scheint stärker von diesen Erfahrungen betroffen zu sein.
Bei älteren Menschen kann wiederholter Stress zu Veränderungen in der körperlichen Reaktion auf Stress führen. Ältere Tiere zeigen zum Beispiel höhere Angstniveaus und Gedächtnisprobleme im Vergleich zu jüngeren, wenn sie Stress ausgesetzt sind.
Gedächtnisforschung bei Mäusen
Forscher haben Methoden entwickelt, um zu untersuchen, wie die Aktivierung negativer Erinnerungen das Verhalten und die Gehirnfunktion bei Mäusen beeinflusst. Indem sie negative Gedächtniszellen reaktivieren, hoffen die Wissenschaftler herauszufinden, ob dies die Auswirkungen von chronischem Stress auf das Gehirn nachahmen kann.
In ihren Studien markierten die Forscher Neuronen, die mit positiven und negativen Erinnerungen verbunden sind. Nachdem sie diese Neuronen identifiziert hatten, untersuchten sie, ob die Stimulation negativer Gedächtniszellen zu Verhaltens- und Zellveränderungen bei jungen (6 Monate) und älteren (14 Monate) Mäusen führen könnte.
Die Ergebnisse zeigten, dass die chronische Aktivierung negativer Gedächtniszellen zu Verhaltensweisen führte, die mit erhöhter Angst, schlechterem räumlichen Gedächtnis und verstärkten Furchtreaktionen verbunden waren. Sie bemerkten auch Veränderungen in Gehirnzellen, die Mikroglia und Astroziten genannt werden. Die Mikroglia zeigten erhöhte Aktivität, ein Zeichen für Entzündung, während die Astrozyten Veränderungen in Form und Anzahl aufwiesen.
Vorbereitung von Mausgehirnproben
Um diese Studien durchzuführen, müssen die Forscher zunächst Gehirnproben von Mäusen vorbereiten. Bei einer gängigen Methode erhalten Mäuse eine Virusinjektion. Diese Injektion ermöglicht es den Wissenschaftlern, Neuronen zu markieren, die während bestimmter Erfahrungen aktiv werden.
Nach einer bestimmten Zeit entfernen die Wissenschaftler Teile des Gehirns und bereiten sie für weitere Analysen vor. Mithilfe verschiedener Werkzeuge und Techniken können sie dann einzelne Zellen isolieren und untersuchen, wie sich diese Zellen verhalten und verändern, nachdem sie Stress oder negative Erinnerungen erfahren haben.
Analyse der Genexpression im Mausgehirn
Ein Ansatz, den Wissenschaftler verwenden, um zu verstehen, wie verschiedene Erinnerungen Gehirnzellen beeinflussen, ist eine Technik namens Gene Set Enrichment Analysis (GSEA). Durch den Vergleich der Genexpression in Zellen während positiver und negativer Erfahrungen können die Wissenschaftler spezifische Gene identifizieren, die auf diese Erinnerungen reagieren.
Die Ergebnisse der Analyse zeigten, dass Zellen, die mit negativen Erinnerungen verbunden sind, eine erhöhte Expression von Genen aufwiesen, die mit Entzündungen und neurodegenerativen Prozessen in Verbindung stehen. Umgekehrt hatten positive Gedächtniszellen höhere Werte von Genen, die Nervenzellen schützen. Das deutet darauf hin, dass negative Erinnerungen zu einem Rückgang der Gehirngesundheit führen können, während positive Erinnerungen das Gehirn schützen könnten.
Neuronen und ihr Einfluss auf das Verhalten
Das Verhalten von Mäusen wird davon beeinflusst, wie ihre Gedächtniszellen aktiviert werden. Die chronische Aktivierung negativer Gedächtniszellen erhöhte angstbezogene Verhaltensweisen und beeinträchtigte Gedächtnisfunktionen, die ähnlich sind wie bei Menschen mit psychischen Problemen.
Andererseits hat die Aktivierung positiver Gedächtniszellen gezeigt, dass sie das Verhalten verbessert und Symptome von Stress und Depression bekämpfen kann. Das zeigt das Potenzial, Erinnerungen zu manipulieren, um psychische Probleme anzugehen.
Verständnis der Gliazellen im Gehirn
Gliazellen, einschliesslich Mikroglia und Astrozyten, spielen eine entscheidende Rolle für die Gesundheit des Gehirns. Mikroglia fungieren als Immunzellen des Gehirns, die die Umgebung überwachen und auf Bedrohungen reagieren. Wenn es Schäden oder Entzündungen gibt, können Mikroglia ihre Form ändern und in der Anzahl zunehmen.
Astrozyten sind eine andere Art von Gliazellen, die helfen, Neuronen zu unterstützen und zu schützen. Wenn Gliazellen auf Stress oder Gedächtnisaktivierung reagieren, können sie ihre Struktur und Anzahl ändern, was auf eine Reaktion auf mögliche Bedrohungen hinweist.
In Studien fanden die Forscher heraus, dass die chronische Aktivierung negativer Gedächtniszellen zu mehr Mikroglia und Veränderungen in deren Form führte. Es gab auch mehr Astrozyten im Gehirn. Das deutet darauf hin, dass Stress und negative Erinnerungen Entzündungen im Gehirn hervorrufen können.
GABA und Gedächtnis
Der Zusammenhang zwischenGABA ist ein wichtiger Neurotransmitter, der die Gehirnaktivität reguliert. Niedrige GABA-Werte können zu erhöhten Ängsten führen und die Fähigkeit des Gehirns beeinträchtigen, Angst zu bewältigen. Forscher fanden heraus, dass die chronische Aktivierung negativer Erinnerungen die GABA-Werte im Hippocampus von Mäusen senkte.
Diese Abnahme deutet darauf hin, dass chronischer Stress und negatives Denken die Fähigkeit des Gehirns schwächen können, unerwünschte Gedanken und Gefühle zu kontrollieren. Das Gleichgewicht von GABA im Gehirn ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der emotionalen Stabilität, und Störungen in diesem Gleichgewicht können zu Angst und Gedächtnisproblemen führen.
Chronischer Stress und seine Auswirkungen auf die Gesundheit
Chronischer Stress kann bedeutende Auswirkungen auf die psychische und körperliche Gesundheit haben. Er kann zu Gefühlen von Angst, Depression und anderen psychischen Störungen führen, die die Funktionsweise des Körpers beeinflussen können. Das Konzept der "allostatischen Belastung" erklärt, wie der Körper durch anhaltenden Stress Abnutzung erfährt.
Wenn der Körper kontinuierlich auf Stress reagiert, kann das zu einer Überlastung führen, die es dem Körper schwer macht, damit umzugehen. Das kann zu physischen Gesundheitsproblemen führen, einschliesslich Schlafstörungen, Herzkrankheiten und Substanzmissbrauch.
Zukünftige Forschungsrichtungen
Das Verständnis der Verbindung zwischen Gedächtnis, Stress und Gesundheit ist entscheidend, um bessere Behandlungsoptionen für Menschen mit psychischen Problemen zu entwickeln. Das Manipulieren von Erinnerungen oder das Verstärken positiver Erinnerungen könnte schützende Effekte gegen Stress und kognitive Abnahme bieten.
Zukünftige Forschungen könnten untersuchen, wie das Reaktivieren positiver Erinnerungen dazu beitragen kann, das Gleichgewicht im Gehirn wiederherzustellen und die psychischen Gesundheitsergebnisse zu verbessern. Die Identifizierung spezifischer molekularer Wege könnte auch zu zielgerichteten Therapien führen, die Resilienz gegen die negativen Auswirkungen von Stress und Gedächtnis fördern.
Zusammengefasst hebt diese Forschung hervor, wie wichtig es ist, negative Erinnerungen und Stress anzugehen, um die gesunde Gehirnfunktion aufrechtzuerhalten. Sie bietet sowohl Herausforderungen als auch Chancen für zukünftige Studien, die darauf abzielen, die psychische Gesundheit und das allgemeine Wohlbefinden zu verbessern.
Titel: Chronic activation of a negative engram induces behavioral and cellular abnormalities
Zusammenfassung: Negative memories engage a brain and body-wide stress response in humans that can alter cognition and behavior. Prolonged stress responses induce maladaptive cellular, circuit, and systems-level changes that can lead to pathological brain states and corresponding disorders in which mood and memory are affected. However, its unclear if repeated activation of cells processing negative memories induces similar phenotypes in mice. In this study, we used an activity-dependent tagging method to access neuronal ensembles and assess their molecular characteristics. Sequencing memory engrams in mice revealed that positive (male-to-female exposure) and negative (foot shock) cells upregulated genes linked to anti- and pro-inflammatory responses, respectively. To investigate the impact of persistent activation of negative engrams, we chemogenetically activated them in the ventral hippocampus over three months and conducted anxiety and memory-related tests. Negative engram activation increased anxiety behaviors in both 6- and 14-month-old mice, reduced spatial working memory in older mice, impaired fear extinction in younger mice, and heightened fear generalization in both age groups. Immunohistochemistry revealed changes in microglial and astrocytic structure and number in the hippocampus. In summary, repeated activation of negative memories induces lasting cellular and behavioral abnormalities in mice, offering insights into the negative effects of chronic negative thinking-like behaviors on human health.
Autoren: Steve Ramirez, A. L. Jellinger, R. L. Suthard, B. Yuan, M. Surets, E. A. Ruesch, A. J. Caban, X. S. Liu, M. Shpokayte
Letzte Aktualisierung: 2024-05-01 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.15.567268
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.15.567268.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.
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