Mithilfe von Positronen-Emissions-Tomographie (PET) konnten die Forscher die...
Mithilfe von Positronen-Emissions-Tomographie (PET) konnten die Forscher die Aktivität von Dopamin-Rezeptoren im Gehirn von Affen sichtbar machen. Obere Reihe: nach Gabe des Dopaminblockers SCH-23390; Untere Reihe: nach Gabe des Antipsychotikums Haloperidol.

Bildquelle: Hori et al., Plos Biology 2021 (CC BY 4.0)

Belohnungszentrum im Gehirn

Forscher knacken das Geheimnis der Motivation

Forscher der National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology in Japan haben erforscht, wie das Belohnungssystem im Gehirn das Kosten-Nutzen-Verhältnis bewertet, während Menschen eine Entscheidung treffen, eine Aufgabe anzugehen.

Die Forscher um Dr. Yukiko Hori haben sich auf den Neurotransmitter oder das Signalmolekül Dopamin konzentriert, das eine zentrale Rolle bei der Auslösung von Motivation und der Regulierung des Verhaltens, basierend auf der Kosten-Nutzen-Analyse, spielt. Die Wirkung wird über Rezeptoren oder molekulare Anker übertragen, die die Dopamin-Moleküle binden und die Signale per neuronalem Netzwerk an das Gehirn weiterleiten. Da diese Rezeptoren über verschiedene Rollen in der Signaltransduktion von Dopamin verfügen, war es unerlässlich, ihre relativen Auswirkungen auf die Dopamin-Signalübertragung zu beurteilen. Details wurden in "PLoS Biology" veröffentlicht.

Wir hoffen, dass dies hilft, die Pathophysiologie psychiatrischer Störungen zu entschlüsseln

Yukiko Hori

Makaken wurden als Modelle herangezogen. Die Dopamin-Rezeptoren D1R und D2R sollten in Hinblick auf die Entstehung der nutzen- und kostenorientierten Motivation entschlüsselt werden. Die Affen wurden zuerst dahingehend trainiert, dass sie Aufgaben in Verbindung mit der Belohnungsgröße und Arbeits-/Verzögerungsaufgaben lösten. Diese Aufgaben ermöglichten es festzustellen, wie die wahrgenommene Belohungsgröße und die notwendige Anstrengung das Verhalten beim Lösen der Aufgaben beeinflussen.

Laut Dr. Takafumi Minamimoto, korrespondierender Autor, manipulierten die Forscher D1R und D2R systematisch, indem ihnen spezifische rezeptorbindende Moleküle injiziert wurden, die ihre biologische Reaktion auf die Dopaminsignalgebung dämpften. Mittels Positronen-Emissions-Tomografie (PET) wurde das Ausmaß der Anbindungen oder Blockaden der Rezeptoren im Gehirn ermittelt. Dann wurde den Affen die Möglichkeit geboten, Aufgaben zu lösen, um eine Belohung zu erhalten. Dabei wurde festgestellt, ob die Affen die Aufgabe akzeptierten oder ablehnten und wie rasch sie auf die Hinweise zu den Aufgaben reagierten.

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Die Analyse zeigt, dass das Treffen von Entscheidungen, basierend auf wahrgenommenem Nutzen und Kosten, die Beteiligung von D1R und D2R beim Anreiz der Motivation, für den die Größe der Belohnung für das Ausführen der Aufgabe entscheidend war, und die Erhöhung der Bevorzugung geringer, aber sofortiger Belohnungen erforderte. Auch reguliert die Dopamin-Übertragung via D1R und D2R den auf Kosten basierenden motivationalen Prozess durch verschiedene neurobiologische Vorgänge für Nutzen und Kosten. Der Vorgang, bei dem der Wert einer Belohnung, basierend auf dem Ausmaß der dafür notwendigen Anstrengung verworfen wurde, stand ausschließlich mit der Beeinflussung von D2R in Verbindung. Dr. Hori betont: „Unsere Studie hat die komplementären Rollen der beiden Dopaminrezeptor-Subtypen bei der Berechnung des Kosten-Nutzen-Verhältnisses zur Handlungssteuerung aufgedeckt. Wir hoffen, dass dies hilft, die Pathophysiologie psychiatrischer Störungen zu entschlüsseln.“ 


Quelle: National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology/pressetext

10.08.2021

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