Lernen: Ritalin stärkt Synapsen
ADHS-Medikament fördert den Informationsfluss zwischen Amygdala und Großhirnrinde.
© Die kleene Hexe / pixelio.de (Ausschnitt)
Weltweit schlucken Millionen von Kindern Methylphenidat. Das Medikament – besser bekannt unter dem Handelsnamen "Ritalin" – soll die Lern- und Konzentrationsfähigkeit der meist hyperaktiven Zöglinge verbessern. Doch wie genau der amphetaminähnliche Stoff im Gehirn wirkt, blieb bislang im Dunkeln. Nun fand ein Team um die Neurowissenschaftlerin Kay Tye von der University of California in San Francisco heraus, auf welche Rezeptoren an den Nervenzellen die Substanz wirkt und wie sich dies im Verhalten auswirkt.
Die Wissenschaftler implantierten männlichen Ratten eine dünne Kanüle ins Gehirn, knapp oberhalb des seitlichen Teils der Amygdala – einer Hirnstruktur, die für emotionale Reaktionen, aber auch für Lernen und Gedächtnis wichtig ist. Dann trainierten sie die Nager darauf, bei einem Tonsignal die Nasenspitze in eine Vorrichtung zu stecken, die Zuckerwasser spendete. Einem Teil der Versuchstiere verabreichten die Forscher dabei über die Kanüle Methylphenidat, den anderen eine unwirksame Salzlösung.
Die Ritalingruppe lernte deutlich schneller und schlürfte insgesamt mehr Zuckerlösung als die übrigen Nager. Anschließend untersuchten die Forscher die Gehirne der Tiere und maßen die Aktivität an jenen Synapsen, die für die Signalübertragung zwischen Amygdala und der Großhirnrinde sorgen. Schon eine einmalige Lernsitzung unter Einfluss von Methylphenidat hatte dazu geführt, dass diese Verbindungen leichter erregbar waren.
Zudem verabreichten Tye und ihre Kollegen manchen Ratten während des Lernens weitere Medikamente, die bestimmte Rezeptoren in der Amygdala blockierten. So entdeckten sie, dass Ritalin offenbar die Aktivität von zwei verschiedenen Dopamin-Rezeptoren erhöht, was jeweils mit anderen Leistungen einhergeht: Der Rezeptortyp "D1" scheint demnach dafür verantwortlich zu sein, dass die Tiere bestimmte Reize mit Belohnungen verknüpfen. "D2" hingegen unterdrückt solches Verhalten, das nichts mit der Aufgabe zu tun hat – etwa ziellos im Käfig herumstreunen.
Die Forscher hoffen, auf Grundlage ihrer Erkenntnisse ADHS-Medikamente mit weniger Nebenwirkungen entwickeln zu können. Doch bevor es so weit ist, müsse noch besser verstanden werden, wie Methyplphenidat auf die Informationsverarbeitung im Gehirn wirkt. (ja)
Tye, K. M. et al.:Methylphenidate Facilitates Learning-Induced Amygdala Plasticity. In: Nature Neuroscience 10.1038/nn.2506, 2010.
Die Wissenschaftler implantierten männlichen Ratten eine dünne Kanüle ins Gehirn, knapp oberhalb des seitlichen Teils der Amygdala – einer Hirnstruktur, die für emotionale Reaktionen, aber auch für Lernen und Gedächtnis wichtig ist. Dann trainierten sie die Nager darauf, bei einem Tonsignal die Nasenspitze in eine Vorrichtung zu stecken, die Zuckerwasser spendete. Einem Teil der Versuchstiere verabreichten die Forscher dabei über die Kanüle Methylphenidat, den anderen eine unwirksame Salzlösung.
Die Ritalingruppe lernte deutlich schneller und schlürfte insgesamt mehr Zuckerlösung als die übrigen Nager. Anschließend untersuchten die Forscher die Gehirne der Tiere und maßen die Aktivität an jenen Synapsen, die für die Signalübertragung zwischen Amygdala und der Großhirnrinde sorgen. Schon eine einmalige Lernsitzung unter Einfluss von Methylphenidat hatte dazu geführt, dass diese Verbindungen leichter erregbar waren.
Zudem verabreichten Tye und ihre Kollegen manchen Ratten während des Lernens weitere Medikamente, die bestimmte Rezeptoren in der Amygdala blockierten. So entdeckten sie, dass Ritalin offenbar die Aktivität von zwei verschiedenen Dopamin-Rezeptoren erhöht, was jeweils mit anderen Leistungen einhergeht: Der Rezeptortyp "D1" scheint demnach dafür verantwortlich zu sein, dass die Tiere bestimmte Reize mit Belohnungen verknüpfen. "D2" hingegen unterdrückt solches Verhalten, das nichts mit der Aufgabe zu tun hat – etwa ziellos im Käfig herumstreunen.
Die Forscher hoffen, auf Grundlage ihrer Erkenntnisse ADHS-Medikamente mit weniger Nebenwirkungen entwickeln zu können. Doch bevor es so weit ist, müsse noch besser verstanden werden, wie Methyplphenidat auf die Informationsverarbeitung im Gehirn wirkt. (ja)
Tye, K. M. et al.:Methylphenidate Facilitates Learning-Induced Amygdala Plasticity. In: Nature Neuroscience 10.1038/nn.2506, 2010.
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