Wie Kokain das Kurzzeitgedächtnis schädigt

Ein US-amerikanisches Forschungsteam hat erstmals den Prozess im Gehirn lokalisieren können, der für das Kurzzeitgedächtnis verantwortlich ist. Kokain und andere Stimulanzien können diesen Mechanismus schädigen.

Don Cooper und sein Team haben herausgefunden, dass sich unser Kurzzeitgedächtnis hinter der Stirn befindet, genauer gesagt im präfrontalen Cortex. Einzelne Nervenzellen können hier sehr schnell, allerdings auch nur sehr kurz, Informationen speichern.

In Tierexperimenten konnten sie nachweisen, dass eine Aktivierung bestimmter Zellen in diesem Bereich dazu führt, dass sie für etwa eine Minute einen anderen Zustand einnehmen, bevor sie wieder in den Grundzustand zurückfallen. Die Aktivierung erfolgt über einen bestimmten Rezeptor, den metabotropischen Glutamatrezeptor 5 (mGluR5).

Cooper vergleicht die Art der Speicherung im Kurzzeitgedächtnis mit dem Arbeitsspeicher eines Computers. Der Arbeitsspeicher hält kurzfristig Informationen, um sie auf die Festplatte zu speichern. Nach dem Ausschalten des Computers wird der Arbeitsspeicher gelöscht, auf der Festplatte bleibt die Information hingegen erhalten. In ähnlicher Weise würde die Zusammenarbeit zwischen dem Kurzzeitgedächtnis im präfrontalen Cortex und dem Langzeitgedächtnis stattfinden.

Der Rezeptor mGluR5 wird unter anderem von Dopamin beeinflusst. Ein optimaler Level dieses Neurotransmitters ist wichtig, da mit dem Kurzzeitgedächtnis auch die Aufmerksamkeitssteuerung und die Fähigkeit, schnelle Entscheidungen zu treffen, verknüpft sind. Kokainkonsum führt allerdings zu einer Überflutung des Gehirns mit Dopamin. Im Tierexperiment konnten die Forscherinnen und Forscher nachweisen, dass der durch Kokain erhöhte Dopaminlevel zu einem Funktionsverlust der aktivierenden Rezeptoren führt. Die Rezeptoren gewöhnten sich gewissermaßen daran und verloren an Sensitivität. Dauerhafte Kokaingabe führte bei Mäusen dazu, dass die Rezeptoren nicht mehr auf Dopamin reagierten, mit entsprechenden Folgen für die Aufmerksamkeit und die Fähigkeit Entscheidungen zu treffen.

Ihre Entdeckung würde gut passen zu den bisherigen Erkenntnissen, sagt Don Cooper. Bildgebende Verfahren hätten zeigen können, dass sich bei kokainabhängigen Patientinnen und Patienten Defizite in genau der Region abbilden würden, die in der aktuellen Studie als Ort des Kurzzeitgedächtnisses identifiziert wurde. Die neuen Erkenntnisse seien aber auch eine Chance, um neue Behandlungsmethoden zu entwickeln, die positiv in diesen Prozess eingreifen können.

Quellen:
Pressemitteilung
Sidiropoulou, K., Lu, F.-M., Fowler, M. A., Xiao, R., Phillips, C., Ozkan, E. D., Zhu, M. X., White, F. J. & Cooper, D. C. (2009). Dopamine modulate an mGluR5-mediated depolarization underlying prefrontal persistent activity. Nature Neurosciece, 12, 190-199. Abstract