Super-Stimulus im Frontalhirn

Im Tierexperiment konnte nachgewiesen werden, dass Kokain ein rasches Nervenwachstum bewirkt. Möglicherweise ist dies die Grundlage dafür, warum die Droge vergleichsweise schnell eine Abhängigkeit erzeugt.

Bild: gecko753 / istockphoto.com

Zimt oder Vanille? Auch Mäuse haben unterschiedliche Vorlieben. Diesen Umstand hat sich ein US-amerikanisches Forschungsteam zunutze gemacht. Studienleiterin Linda Wilbrecht und ihr Team ließen Mäuse ein paar Tage in einem „Konditionierungskäfig“ frei umherlaufen. Der Käfig hatte zwei Räume. Einer duftete nach Zimt, der andere nach Vanille. Nach einer Weile zeigte sich, dass jede Maus eine Vorliebe für jeweils einen der beiden Räume entwickelte und länger darin verweilte.

Dann wurden die Tiere angefixt. Die Mäuse bekamen Kokain gespritzt und wurden jeweils in die Kammer gesetzt, für die sie keine Vorliebe entwickelt hatten. Der Durchgang zur anderen Seite wurde verschlossen. Am nächsten Tag konnten sich die Nager wieder frei im Käfig bewegen. Dennoch liefen die meisten Mäuse umgehend in die Kammer, in der ihnen zuvor Kokain verabreicht wurde. „Wenn sie die Wahl hatten, erkundeten die Mäuse vorwiegend die Seite, wo sie das Kokain bekommen hatten, was darauf hindeutet, dass sie mehr Kokain wollten“, erklärt Wilberg.

Nervenwachstum schon nach 2 Stunden

Diesen raschen Lernvorgang konnte das Forschungsteam auch auf neuronaler Ebene nachweisen. Mit Hilfe eines speziellen Lasermikroskops hat das Team Aufnahmen von Nervenfasern im Frontalhirn gemacht. Auf den Vorher-Nachher-Bildern zeigte sich bereits zwei Stunden nach der ersten Kokaingabe, dass sich so genannte dendritische Dornen gebildet hatten. Das sind kleine Auswüchse, vergleichbar mit Zweigen, die aus einem großen Ast wachsen.

Damit konnte das Team erstmals an lebenden Mäusen nachweisen, dass das Gehirn bereits nach kurzer Zeit neue Strukturen bildet. Die Neubildung dendritischer Dornen war umso stärker ausgeprägt, je mehr es die Maus in die Kammer zog, wo sie Kokain bekommen hatte. Dies würde erklären, warum Kokain ein besonders hohes Abhängigkeitspotential zugesprochen wird.

In einem bestimmten Maße würden sich ständig neue dendritische Dornen bilden, erläutert Wilbrecht. Kokain allerdings sei eine Art „Super-Stimulus“, ein besonderer Verstärker, der zu einer raschen Lernwirkung führt und Umgebungsreize umgehend mit der Wirkung in Verbindung bringt. Zumindest lässt das Verhalten der Mäuse darauf schließen, die gezielt jene Kammer aufsuchten, in der sie Kokain bekommen hatten.

Quellen:

• Pressemitteilung University of California Berkeley (25.08.2013)
• Pressemitteilung University of California San Francisco (26.08.2013)
• Muños-Cuevas, F. J., Athilingam, J., Piscopo, D., Wilbrecht, L. (2013). Cocaine-induced structural plasticity in frontal cortex correlates with conditioned place preference. Nature Neuroscience, 16, 1367-1369.