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Dopaminergic modulation of plasticity during social learning

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Nachweis synaptischer Veränderungen über Verhaltenstests

Dynamische Veränderungen der Hirnfunktion werden häufig über nicht-invasive Aufnahmetechniken nachgewiesen. Eine neue EU-finanzierte Studie entwickelte nun ein mathematisches Modell, um solche Veränderungen durch Verhaltensbewertungen zu ermitteln.

Gesundheit

Die Möglichkeit, veränderte neuronale Konnektivität (synaptische Plastizität) mit Lerntests zu messen und pharmakologische Effekte einzuschätzen, stellt einen bahnbrechenden Fortschritt in der Forschung dar und könnte eine neue Ära der Behandlung von Erkrankungen des Zentralnervensystems (etwa psychiatrischer Störungen) einleiten. Dies sollte nun das EU-finanzierte Projekt "Dopaminergic modulation of plasticity during social learning" (DOPAMINE&PLASTICITY) leisten. Die Forscher kombinierten Verhaltenstests, nicht-invasive Bildgebung, Genetik und computergestützte Modelle zur quantitativen Ermittlung synaptischer Veränderungen. Das Lernparadigma bewertet soziale Stimuli und Belohnungssystem als Einflussfaktoren auf das Verhaltensmuster. Dies lieferte neue Erkenntnisse darüber, wie Entscheidungen gefällt und versteckte Absichten erkannt, und auf welcher Basis diese berücksichtigt oder ignoriert werden. Die Studie erweitert damit nicht nur Grundlagenwissen, sondern beschleunigt auch Diagnose und Behandlung von Krankheiten wie Autismus-Spektrum-Störung. Mittels EEG (Elektroenzephalogramm) und fMRT (funktioneller Magnetresonanztomographie) bei gesunden Probanden wurden signifikante Veränderungen der Hirnaktivität untersucht. Dopamin ist ein wichtiger Neurotransmitter im Zentralnervensystem. Das Projekt sollte primär Modelle entwickeln, mit denen arzneimittelinduzierte Veränderungen der synaptischen Plastizität anhand von Lernmustern quantifiziert werden können. Die Forscher bewerteten Verhaltensmuster bei gesunden Personen im Rahmen einer fMRT-Studie und entwickelten hierzu ein Modell. Anschließend erfolgte eine genetische Analyse, ergänzt durch die modellbasierte Charakterisierung neuronaler Mechanismen. Die Ergebnisse der Tests und Modellstudien legen nahe, dass dopaminabhängige Mechanismen, ähnlich wie beim aktiven verstärkenden Lernen, auch beim sozialen Lernen funktionieren. Bestätigt sich dies, könnten auch die Ergebnisse aus Tierversuchen, die mit dem Belohnungssystem arbeiten, Eingang in Studien zum sozialen Lernen finden. Die pharmakologische EEG- und fMRT-Studie startet in den kommenden Monaten, nach denen das Team die Schlussfähigkeit der Modelle bewerten wird. Wenn damit die spezifische pharmakologische Intervention bei einem Patienten und auch der funktionelle Dopamin-Rezeptor-Status zuverlässig ermittelt werden kann, könnte die Studie den Weg für eine nicht-invasive, modellbasierte Messung der durch Neurotransmitter regulierten synaptischen Plastizität weisen. Damit steht neues Grundlagenwissen zur Verfügung, was gleichzeitig die Diagnose und Therapie bei Störungen der sozialen Kognition wie Autismus-Spektrum-Störung verbessert.

Schlüsselbegriffe

Synaptische Veränderungen, Gehirnfunktion, nicht-invasiv, Aufnahmetechnik, neuronale Konnektivität, synaptische Plastizität, Lernen, Erkrankungen des Zentralnervensystems, Genetik, Autismus, Hirnaktivität, Dopamin, Verhaltenstests, neuronale Mechanismen,

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