Die Wirkungen von Dopamin werden sehr deutlich, wenn das Gehirn zu wenig davon erhält, wie dies bei der Parkinson-Krankheit der Fall ist. Ein Dopamin-Ungleichgewicht führt zu verschiedenen neurologischen Störungen - insbesondere Bewegung - aber auch zu geistigen Fähigkeiten. Unser zentrales kognitives Zentrum, der präfrontale Kortex, den wir für abstraktes Denken, regelbasierte Entscheidungen und logische Schlussfolgerungen verwenden, wird intensiv mit Dopamin versorgt. Trotz seiner großen medizinischen Bedeutung wissen wir wenig über die Auswirkungen von Dopamin auf die Informationsverarbeitung durch Neuronen im gesunden Gehirn.
Um dies zu testen, trainierten die Forscher Rhesusaffen, um mathematische Probleme zu lösen, die größer als und kleiner als sind. Aus anderen neueren Studien wussten die Forscher, dass bestimmte Neuronen im präfrontalen Kortex solche Fragen beantworten - eine Hälfte dieser „Regelzellen“ wurde nur aktiviert, wenn die Regel „größer als“ angewendet wurde, und die andere Hälfte wurde nur aktiviert, wenn die Regel „kleiner“ aktiviert wurde als ”Regel angewendet.
Inzwischen wurden physiologisch geringe Mengen verschiedener Substanzen in der Nähe der betreffenden Zellen abgegeben. Diese Substanzen können die gleiche Wirkung wie Dopamin haben - oder die entgegengesetzte Wirkung - und könnten von Dopamin-empfindlichen Neuronen adsorbiert werden. Das überraschende Ergebnis war die Stimulierung der Dopamin-System ermöglichte es den "Regelzellen", eine bessere Leistung zu erzielen und klarer zwischen den Regeln "größer als" und "kleiner als" zu unterscheiden. Dopamin wirkte sich positiv auf die Arbeitsqualität der „Regelzellen“ aus.
Die Studie bietet neue Erkenntnisse darüber, wie Dopamin abstrakte Denkprozesse beeinflusst, die beispielsweise zur Anwendung einfacher mathematischer Regeln erforderlich sind. „Mit diesen Erkenntnissen beginnen wir gerade zu verstehen, wie Nervenzellen im präfrontalen Kortex ein komplexes, zielgerichtetes Verhalten erzeugen“, sagt Ott. Zusammen mit einem besseren Verständnis der Grundlagen von Informationsverarbeitung In diesem wichtigen Teil des Gehirns könnten die Ergebnisse von medizinischer Bedeutung sein. „Diese neuen Erkenntnisse helfen uns, die Auswirkungen bestimmter Arzneimittel, die beispielsweise bei schweren psychischen Störungen eingesetzt werden können, besser zu interpretieren“, sagt Professor Nieder, „weil solche Medikamente die Wirkung beeinflussen Dopamin Gleichgewicht in der präfrontalen Kortex in einer Weise, die wir bisher nicht gut verstehen. “
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Weitere Informationen: Torben Ott, Simon N. Jacob und Andreas Nieder: „Dopaminrezeptoren verbessern die Regelkodierung in präfrontalen Kortexneuronen von Primaten unterschiedlich.“ Neuron, Online Early Edition, 4 Dez. 2014. DOI: 10.1016 / j.neuron.2014.11.012
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