Wirkung von Signalstoff auf motorische Fähigkeiten Stress im Kleinhirn - medizin&technik - Ingenieurwissen für die Medizintechnik

Wirkung von Signalstoff auf motorische Fähigkeiten

Stress im Kleinhirn

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Schnitt durch das Kleinhirn. Der CRFR1 wird in Körnerzellen exprimiert (grün), die von CRF-Fasern (rot) angesteuert werden (Bild: © MPI für Psychiatrie / Gili Ezra-Nevo, 2018)
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Forscher zeigen, wie sich Stress auf die Motorik sowie auf das Lernen auswirken kann. Sie untersuchen dazu die Rolle eines bestimmten Systems für die Funktion des Kleinhirns – dieses ist für die Feinabstimmung der motorischen Aktivität bekannt.

Die Ergebnisse stammen aus zwei thematisch verwandten Studien von Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Psychiatrie (MPI), die beide die Rolle des CRF (Corticotropin freisetzenden Faktor) Systems für die Funktion des Kleinhirns unter die Lupe nahmen.

Rolle der Neuronen bisher unbekannt

In der ersten Studie untersuchten die Forscher das Stress-Neuropeptid CRF in einer Gehirnregion, die Teil der sogenannten Olivenkerne und für die Koordination von Bewegungen zuständig ist. Sie leistet einen wesentlichen Beitrag zum Funktionieren des Kleinhirns, indem sie über sogenannte Kletterfasern die Signalübertragung zur anderen Hirnhälfte steuert. Man weiß, dass CRF sowohl bei Mäusen als auch bei Menschen in Nervenzellen im Bereich der Olivenkerne verstärkt vorkommt. Bisher hatte jedoch niemand erforscht, welche Rolle diese Neuronen für das Verhalten und für die Physiologie spielen.

Den Wissenschaftlern gelang es nun, im Mausmodell das CRF-Niveau gezielt in Zellen der Olivenkerne zu reduzieren. Erstautorin Gili Ezra-Nevo zu ihren Ergebnissen: „Wir konnten zeigen, dass CRF in diesen Neuronen entscheidend für die motorischen Fähigkeiten der Maus ist, aber nur in einer Stresssituation und nicht für die Fortbewegung im Allgemeinen.“

Abgeschalteter Rezeptor bringt Erkenntnis

In der zweiten Studie nahmen die Forscher den CRF Typ 1-Rezeptor (CRFR1) im Kleinhirn unter die Lupe. Auch von diesem wusste man zwar, dass er im Kleinhirn zur Verfügung steht, über seine Funktion war aber nur wenig bekannt.

In einem weiteren Mausmodell schalteten die Wissenschaftler daher CRFR1 in Körnerzellen ab, den häufigsten Zellen des Kleinhirns, und untersuchten die Folgen für das Verhalten sowie auf zellulärer Ebene. Sie stellten starke Auswirkungen auf das Lernen auf beiden Ebenen fest, während motorische Fähigkeiten nicht beeinträchtigt wurden. Die Abschaltung des CRFR1 in den Körnerzellen veränderte deren elektrophysiologische Eigenschaften und ihre Fähigkeit zur Signalweiterleitung.

Stress verändert die zellulären Verbindungen

Alon Chen, Institutsdirektor und Leiter beider Projekte, fasst zusammen: „Diese Studien unterstreichen die zentrale Rolle des CRF-Systems für die Funktionsfähigkeit des Kleinhirns. Patienten mit stressbedingten Erkrankungen zeigen veränderte Verbindungen zwischen den Zellen des Kleinhirns. Daher ist es wichtig, zu verstehen, wie Stress die Motorik und das Lernen beeinflussen kann.”

https://doi.org/10.1038/s41398–018–0145–3

https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3106–15.2018

www.mpg.de/12215791/stress-motorik-und-lernen-zusammenhange-im-kleinhirn

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