Wissenschaftler der Universität Nagoya in Japan haben entdeckt, wie eine bestimmte Gruppe von Gehirnzellen hilft, die Entschlossenheit aufrechtzuerhalten, wenn die Erzielung einer Belohnung mehr Anstrengung erfordert.
Die in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichte Studie zeigte die Schlüsselrolle von Orexin-Neuronen. Diese Zellen, die für die Regulierung von Schlaf, Appetit und Energieverbrauch bekannt sind, erwiesen sich auch für die Aufrechterhaltung motivierten Verhaltens als wichtig.
Das Team unter der Leitung von Associate Professor Hiroyuki Mizoguchi und Professor Emeritus Kiyofumi Yamada entwickelte genetisch veränderte Ratten vom Typ „orexin-Cre“. Dies ermöglichte es, gezielt auf die Orexin produzierenden Neuronen einzuwirken und deren Einfluss in komplexen Verhaltenstests zu untersuchen.
In den Experimenten absolvierten die Ratten eine Aufgabe mit progressivem Verhältnis: Die Anzahl der Berührungen des Bildschirms, um eine Futterbelohnung zu erhalten, erhöhte sich schrittweise. Die Aktivierung von Orexin-Neuronen erhöhte den „Abbruchpunkt“ – ein Maß dafür, wie weit ein Tier bereit ist zu gehen, um eine Belohnung zu erhalten. Umgekehrt verringerte ihre Degeneration oder Unterdrückung diesen Wert.
Was veranlasst Menschen, weiterhin nach einem Ziel zu streben, wenn die Schwierigkeiten zunehmen? Die Echtzeit-Aktivitätsüberwachung deckte ein klares Muster auf: Die Neuronen wurden in Erwartung der Belohnung aktiviert, insbesondere wenn die erforderliche Anstrengung stieg, und blieben aktiv, wenn die Belohnung nicht erschien.
Die Unterdrückung der Aktivität zum Zeitpunkt der Belohnungserwartung mittels Optogenetik führte dazu, dass die Ratten die Aufgaben länger ausführten und schneller aufgaben. Die Verstärkung der Aktivität führte zu keinem zusätzlichen Motivationsschub, was auf die Notwendigkeit dieser Neuronen, aber nicht auf ihre ausreichende Kapazität für Übermotivation hindeutet.
Die Ergebnisse beleuchten die Mechanismen, die der Motivationsverlust bei Depressionen, Sucht und ADHS zugrunde liegen. Zukünftige Forschungen werden sich auf die Gehirnschaltkreise konzentrieren, die mit diesen Neuronen interagieren, um besser zu verstehen, wie die Erwartung einer Belohnung in nachhaltiges Handeln umgesetzt wird.
„Unsere Studie hat signifikante Veränderungen in der Aktivität von Orexin-Neuronen gezeigt, die von erwarteten Belohnungen und erforderlichen Anstrengungen abhängen, was auf einen potenziellen Mechanismus zur Übersetzung von Erwartungen in nachhaltiges Handeln hindeutet“, schloss Mizoguchi.
