In einem in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlichten Artikel beleuchten Wissenschaftler einen überraschenden Mechanismus, der dieses Paradoxon erklärt. Durch die Untersuchung der Auswirkungen von Nikotin und Alkohol auf das Gehirn von Mäusen identifizierten sie einen Hirnschaltkreis, der Verstärkung und emotionales Unbehagen direkt verbindet.
Ein Mechanismus, der Verstärkung und Angst verbindet
Frühere Arbeiten hatten bereits gezeigt, dass Nikotin spezifisch eine Unterpopulation von Dopaminneuronen in einer Hirnregion namens ventrales tegmentalales Areal (VTA) hemmt, das eine zentrale Rolle im Belohnungsschaltkreis spielt. Diese Neuronen, die zur Amygdala projizieren, einer an der Emotionsregulation beteiligten Region, werden mit Angst in Verbindung gebracht. Der Mechanismus ihrer Hemmung blieb jedoch unklar.
In dieser in Nature Communications veröffentlichten Studie zeigen Wissenschaftler, dass diese Hemmung auf einen Kaskadeneffekt zurückzuführen ist. Wenn eine andere Gruppe von dopaminergen Neuronen im VTA, die zum Nucleus accumbens (NAc) projizieren – einer Schlüsselregion des Belohnungsschaltkreises – durch Nikotin oder Alkohol aktiviert wird, löst sie eine Rückkopplungsschleife aus, die die VTA-Neuronen hemmt, die zur Amygdala projizieren und Angst modulieren.
Ergebnis: Dieselbe Substanz kann das Konsumverhalten verstärken und gleichzeitig die emotionalen Schaltkreise aus dem Gleichgewicht bringen, die normalerweise Angst regulieren.
Ein von Alkohol und Nikotin geteilter Schaltkreis
Die Wissenschaftler zeigten auch, dass Alkohol denselben Schaltkreis wie Nikotin nutzt und dass sich ihre Wirkungen addieren. Mithilfe der Optogenetik, einer High-Tech-Methode zur Aktivierung oder Hemmung von Neuronen mit Licht, konnten sie diese Rückkopplungsschleife gezielt blockieren. Dies verhindert sowohl die neuronale Hemmung als auch das Auftreten des angstähnlichen Verhaltens, das normalerweise nach der Verabreichung der Drogen beobachtet wird.
Diese Entdeckung unterstreicht einen wenig bekannten Aspekt der Gehirnfunktion: Dieselben Netzwerke, die Belohnung codieren, können unter bestimmten Bedingungen negative emotionale Zustände erzeugen. Indem sie diese beiden Dimensionen direkt verbindet, beleuchtet der aufgezeigte Schaltkreis die Mechanismen der Sucht, insbesondere den häufigen gemeinsamen Konsum von Tabak und Alkohol. Über diese grundlegenden Ergebnisse hinaus eröffnen diese Arbeiten neue Perspektiven, um besser zu verstehen, wie das Gehirn Konsumverhalten und Emotionsregulation verbindet und wie diese Dynamik im Kontext wiederholten Drogenkonsums pathologisch werden kann.
Nikotin und Alkohol aktivieren eine inhibitorische Rückkopplungsschleife zwischen den dopaminergen Schaltkreisen für Belohnung und Angst.
Nikotin und Alkohol erhöhen die Aktivität der dopaminergen Neuronen, die zum Nucleus accumbens projizieren (DAVTA-NAc, rot), verantwortlich für den Belohnungseffekt. Diese Aktivierung löst eine GABAerge Rückmeldung zum VTA aus, die die Aktivität der dopaminergen Neuronen hemmt, die auf die Amygdala abzielen (DAVTA-Amg, blau), was Angst induziert.
DA: Dopamin; VTA: ventrales tegmentalales Areal; NAc: Nucleus accumbens; Amg: Amygdala.
© Fabio Marti