Wie verarbeitet das Gehirn unbekannte Geräusche?
Hört man ein bestimmtes Geräusch zum ersten Mal, setzt im Gehirn eine Kaskade von Ereignissen ein, die sich wesentlich von der Reaktion auf bekannte Geräusche unterscheidet. Der Klang eines solchen neuen Geräuschs wird im auditorischen Kortex des Gehirns registriert und bewirkt bestimmte, auf diese Neuigkeit ausgerichtete elektrophysiologische Antworten sowie die Expression so genannter IEGs (immediate early genes). Diese Ereignisse wiederum bewirken eine synaptische Plastizität – dem neurowissenschaftlichen Terminus für die veränderte Stärke eines Übertragungssignals zwischen zwei Neuronen. Welche Mechanismen genau diese Prozesse verbinden, ist allerdings noch wenig erforscht. Ziel des EU-finanzierten Projekts NOVELTUNE (Novelty tuning: behavioural, electrophysiological and molecular mechanisms of novelty detection) war es daher, spezifische Aspekte der Verarbeitung neuer Stimuli zu untersuchen. Insbesondere befassten sich die Projektpartner mit den elektrophysiologischen Reaktionen, die bei einer Antwort auf einen neuen Stimulus sowie der Induzierung von IEG, Modulation von Neurotransmittern und dauerhaften synaptischen Veränderungen auftreten. Dies wurde erreicht, indem Tiere mit einem gegebenen Geräusch vertraut gemacht wurden und ihnen anschließend entweder das gleiche Geräusch oder ein neues Geräusch präsentiert wurde. Um herauszufinden, wie die Verarbeitung neuer Geräusche durch die neuromodulatorische Signalweiterleitung beeinflusst wird, blockierten die Forscher den Neurotransmitter Serotonin und beobachteten, inwieweit die Antwort der auditorischen Neuronen auf den neuen Ton verändert ist. NOVELTUNE erweiterte diese Beobachtungen auf andere sensorische Systeme und untersuchte Verhaltensauffälligkeiten bei Schizophreniepatienten mit einem gestörten sensorischen Gating für neue Stimuli. Insgesamt lieferte NOVELTUNE neue Erkenntnisse über das komplexe Zusammenspiel biologischer Prozesse, wie diese an der Detektion neuer sensorischer Stimuli beteiligt sind und wie es dadurch zu spezifischen Verhaltensänderungen kommt. Sind diese Mechanismen erst geklärt, könnte dies wichtige neue Erkenntnisse zu Krankheiten wie Schizophrenie und der Entwicklung von Therapien beitragen.
