Stress im Kleinhirn

Signalstoff ist in Stresssituationen entscheidend für motorischen Fähigkeiten

In zwei thematisch verwandten Studien haben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Psychiatrie in München herausgefunden, wie sich Stress auf die Motorik sowie auf das Lernen auswirken kann. Sie untersuchten die Rolle des CRF (Corticotropin freisetzenden Faktor)-Systems für die Funktion des Kleinhirns. Das Kleinhirn ist in erster Linie für die Feinabstimmung von Bewegungen bekannt.

In der ersten Studie haben die Forscher das Stress-Neuropeptid CRF in einer Gehirnregion untersucht, die Teil der sogenannten Olivenkerne und für die Koordination von Bewegungen zuständig ist. Sie befindet sich im Hirnstamm und 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 ist es nun mithilfe von Tierversuchen an Mäusen gelungen, das CRF-Niveau in Zellen der Olivenkerne gezielt zu reduzieren. So konnten sie dessen spezifische Rolle dort untersuchen. Die 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

In der zweiten Studie haben die Forscher den CRF Typ 1-Rezeptor (CRFR1) im Kleinhirn untersucht. Auch von diesem wusste man, dass er im Kleinhirn vorkommt, über seine Funktion war aber nur wenig bekannt. In einem weiteren Mausmodell schalteten die Wissenschaftler CRFR1 in Körnerzellen, den häufigsten Zellen des Kleinhirns, ab und untersuchten die Folgen für die Nervenzellen und für das Verhalten der Tiere. 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.

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.”

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