Entschlüssele den neuronalen Code des ängstlichen Gehirns

By | 8 November 2018

Zum ersten Mal haben Wissenschaftler die Fluktuation tiefer Gehirnmuster über mehrere Tage gemessen. Sie erblickten die neuronale Signatur von schlechter Laune bei ängstlichen Menschen.

Eine aktuelle Studie liefert Hinweise darauf, wie sich eine schlechte Stimmung im Gehirn entwickelt

Eine aktuelle Studie liefert Hinweise darauf, wie sich eine schlechte Stimmung im Gehirn entwickelt

Obwohl unser Verständnis von neuropsychiatrischen Erkrankungen, wie z Angst und Depression, hat sich im Laufe der Jahre sprunghaft weiterentwickelt, es gibt immer noch große Lücken in unserem Wissen.

Der Versuch, das Innenleben der kompliziertesten Struktur im Universum zu entschlüsseln, muss voller Schwierigkeiten sein.

In einem Prozess, der immer noch der Magie nahe zu sein scheint, sind unsere Wahrnehmungen, unser Selbstbewusstsein und unsere Emotionen in einer Erfahrung verflochten: Bewusstsein. Dies ist das Ergebnis von Milliarden von Verbindungen zwischen Neuronen.

Jahrelange Studien haben die Rolle verschiedener Regionen des Gehirns aufgezeigt. Zum Beispiel wissen wir, dass der Hippocampus wichtig für das Gedächtnis ist und dass die Amygdala an der Verarbeitung von Emotionen beteiligt ist.

Wenn wir jedoch nur herausfinden, welche Regionen sich auf bestimmte Aktivitäten beziehen, können wir nicht genau verstehen, wie das Gehirn ein so lebendiges Spektrum an Erfahrungen und Emotionen hervorbringt.

Eintauchen in die Komplexität der Stimmung

Jeder erlebt emotionale Höhen und Tiefen. Bei manchen Menschen können die Schwankungen so stark sein, dass ihr Leben erheblich gestört wird. Das macht die Stimmung Seien Sie ein wichtiges Thema des Studiums.

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Die Verwendung der Magnetresonanztomographie und anderer bildgebender Verfahren hat es Wissenschaftlern ermöglicht, das Gehirn mit neuen Details zu beobachten.

Während ein Teilnehmer im kleinen Tunnel eines Geräts unbeweglich ist, können Forscher emotional geladene Reize präsentieren und dann beobachten, wie das Gehirn reagiert, während sich die Emotionen von positiv zu negativ ändern.

Obwohl diese Studien Informationen über das Innenleben unseres Gehirns enthüllt haben, ist es so weit vom wirklichen Leben entfernt, sich in einem MRT-Scanner zu befinden, wie es nur möglich ist.

Vor kurzem und zum ersten Mal haben Forscher ein Experiment entwickelt, das die neuronalen Korrelate der Stimmung in realen Situationen misst.

Dr. Edward Chang, Neurowissenschaftler, und Dr. Vikaas Sohal, Psychiater und Neurowissenschaftler, leiteten das Team. Beide sind Mitglieder des San Francisco Weill Institute of Neurosciences an der University of California.

Messung der Gehirnaktivität in Echtzeit

Die Beobachtung der Funktion des menschlichen Gehirns von Minute zu Minute erforderte eine einzigartige Gruppe von Teilnehmern.

Die Forscher rekrutierten 21-Patienten mit Epilepsie, bei denen bereits 40- bis 70-Elektroden auf der Oberfläche des Gehirns und in einigen tieferen Strukturen implantiert waren.

Die Teilnehmer hatten die Elektroden zur Vorbereitung der Operation erhalten, um für Anfälle verantwortliche Teile des Gehirns zu entfernen.

Mit diesen Implantaten konnten Wissenschaftler an 7-Tagen die Gehirnaktivität für 10 aufzeichnen. Während dieser Zeit zeichneten die Teilnehmer Stimmungsänderungen mithilfe eines Tablet-Fragebogens auf.

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Auf diese Weise konnten die Wissenschaftler Stimmungsänderungen mit der Gehirnaktivität mithilfe von Algorithmen korrelieren, die der Hauptautor der Studie, Lowry Kirkby, entworfen hatte. Die Ergebnisse der Gruppe erschienen heute in der Zeitschrift Cell.

Intrinsische Kohärenznetzwerke

Vor dem Studium von Stimmungsjournalen verfolgten die Wissenschaftler Gehirndaten für intrinsische Kohärenznetzwerke.

Diese Netzwerke sind Gruppen von Hirnregionen, die zur gleichen Zeit aktiv sind. Wissenschaftler glauben, dass diese koordinierte Aktivität bedeutet, dass die Regionen zusammenarbeiten und miteinander kommunizieren.

Als die Wissenschaftler die Daten der teilnehmenden 21 verglichen, fanden sie mehrere "Cliquen" von Hirnregionen, die regelmäßig mit der gleichen Häufigkeit feuerten.

In 13 der Teilnehmer war eine Clique besonders aktiv. Eine frühere Auswertung dieser Gruppe hatte ergeben, dass bei allen ein relativ hohes Maß an Angst bestand.

Die Daten zeigten, dass diese Clique, wenn sie aktiv war, mit schlechten Laune-Gefühlen korrelierte.

Insbesondere beobachteten die Forscher eine kombinierte Aktivität im Hippocampus und in der Mandel. Die Aktivität bestand aus Betawellen, die einen Rhythmus bildeten, den Wissenschaftler zuvor mit ängstlichem Denken in Verbindung gebracht hatten.

Das Auffinden eines so klaren Musters in der Gehirnaktivität der Gruppen überraschte die Forscher.

"Wir waren sehr überrascht, ein einziges Signal zu identifizieren, das fast vollständig depressive Stimmungsattacken bei einer so großen Gruppe von Menschen erklären würde."

Dr. Vikaas Sohal, Ph.D.

Nur der Anfang

Die Studie markiert den Beginn dieser Forschungslinie, daher war es wünschenswert, von Anfang an ein scheinbar klares Muster zu finden. Wie Dr. Sohal sagt: "Einen Biomarker zu finden, der so aussagekräftig ist, war mehr als wir in dieser Phase des Projekts erwartet hatten."

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Die Entdeckung der charakteristischen Gehirnaktivität bei 13-Teilnehmern war ebenso überraschend wie die Beobachtung ihrer Abwesenheit bei anderen, die keine so ausgeprägte Angst hatten.

Diese Erkenntnisse können Hinweise auf die unterschiedlichen Arten der Verarbeitung von emotionalen Informationen durch für Angst anfällige Personen geben.

„Nach dem, was wir über diese Gehirnstrukturen wissen, deutet dies darauf hin, dass die Wechselwirkungen zwischen der Mandel und dem Hippocampus mit dem Gedächtnis emotionaler Erinnerungen zusammenhängen könnten und dass dieser Weg besonders stark bei Menschen mit einem hohen Grad an Angstzuständen ist Stimmung konnte stark beeinflusst werden. Erinnerungen voller Emotionen “, sagt Dr. Sohal.

Er wird noch viel weiter arbeiten, aber Dr. Sohal ist bereits begeistert von den Ergebnissen. Er erklärt: "Als Psychiater ist es zutiefst befriedigend, Patienten einen konzeptionellen Rahmen zu bieten, der ihnen hilft, zu verstehen, was sie durchmachen, wenn sie sich schlecht fühlen."

Diese Arbeit kann auch zu fortgeschrittenen Diagnosen beitragen. Dr. Chang erklärt: „Die Ergebnisse haben wissenschaftliche Implikationen für unser Verständnis, wie bestimmte Regionen des Gehirns zu Stimmungsstörungen beitragen, aber auch praktische Implikationen für die Identifizierung von Biomarkern, die für neue Technologien zur Behandlung verwendet werden könnten diese Störungen ».


[Titel erweitern = »Referenzen«]

  1. Ein Subnetz des Tonsillen-Hippocampus, das die Variation der menschlichen Stimmung codiert https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)31313-8?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867418313138%3Fshowall%3Dtrue

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