Behavioural hyperactivity and risk-taking in young-adult male mice correlate with increased dopamine release in dorsal, but not ventral, striatum

Die Teenagerjahre sind eine Zeit tiefgreifender Veränderungen, nicht nur für Menschen, sondern auch für viele Tiere. Es ist eine Periode, die durch einen Schub an Neugier, eine Bereitschaft, Risiken einzugehen, und eine rastlose Energie definiert wird, die junge Kreaturen dazu antreibt, die Welt jenseits ihrer vertrauten Grenzen zu erkunden. Während diese Verhaltensweisen ihnen helfen, zu unabhängigen Erwachsenen heranzureifen, bergen sie auch eine höhere Gefahr für Probleme, was manchmal den Weg für spätere psychische Gesundheitsprobleme ebnet. Wissenschaftler haben lange vermutet, dass ein spezifischer chemischer Botenstoff im Gehirn, bekannt als Dopamin, eine zentrale Rolle bei diesem Wandel spielt. Dopamin wird oft mit Gefühlen von Belohnung und Motivation in Verbindung gebracht, und seine Aktivität verändert sich, während das Gehirn reift. Die genaue Geschichte darüber, wie sich dieses chemische System entwickelt, war jedoch unklar. Forscher waren sich uneins darüber, wann diese Veränderungen stattfinden, ob sie sich bei Männchen und Weibchen unterschiedlich auswirken und welche spezifischen Teile des Gehirns beteiligt sind. Eine Hauptquelle der Verwirrung war die Art und Weise, wie Wissenschaftler „erwachsen“ in ihren Experimenten definierten; viele Studien behandelten Mäuse, die erst zwei Monate alt waren, als voll ausgewachsen, wodurch sie potenziell die subtilen, aber kritischen Entwicklungen übersehen könnten, die unmittelbar nach diesem Alter stattfinden.

Um diese Verwirrung aufzuklären, richtete ein Forscherteam seine Aufmerksamkeit auf die Gehirne von Mäusen und untersuchte genau den Unterschied zwischen Adoleszenz und dem jungen Erwachsenenalter. Sie konzentrierten sich auf zwei verschiedene Bereiche innerhalb des Striatums, einer tief liegenden Hirnstruktur, die an Bewegung und Entscheidungsfindung beteiligt ist. Ein Bereich, das dorsale Striatum, ist enger mit Gewohnheiten und physischen Handlungen verknüpft, während das andere, das ventrale Striatum, mit Emotionen und Belohnungen verbunden ist. Die Wissenschaftler wollten sehen, wie Dopamin in diesen zwei Regionen freigesetzt wird, während Mäuse von zwei Monaten alt, was ihr Teenagerstadium darstellt, bis zu vier Monaten alt, was das junge Erwachsenenalter repräsentiert, heranwachsen. Sie wollten auch sehen, ob diese Veränderungen bei Männchen und Weibchen unterschiedlich verliefen. Um einen präzisen Blick zu erhalten, verwendeten sie eine spezielle, ultraschnelle Bildgebungstechnik, die es ihnen ermöglichte, die Freisetzung von Dopamin in Echtzeit in Gehirnschnitten der Mäuse zu beobachten. Sie blockierten sorgfältig andere chemische Signale im Gehirn, um sicherzustellen, dass sie nur das Dopamin maßen, das direkt aus den Nervenzellen selbst stammt.

Die Ergebnisse zeigten ein klares und spezifisches Muster, das in früheren Studien verborgen geblieben war. Bei männlichen Mäusen stieg die Menge des freigesetzten Dopamins im dorsalen Striatum zwischen dem Alter von zwei Monaten und vier Monaten signifikant an. Diese biologische Veränderung geschah zur gleichen Zeit, in der die männlichen Mäuse mehr Bewegung und eine größere Bereitschaft zeigten, Risiken einzugehen. Im Gegensatz dazu zeigte das ventrale Striatum nicht denselben Anstieg der Dopaminfreisetzung und wies auch keine Veränderungen im Zusammenhang mit Alter oder Geschlecht auf. Die Forscher überprüften auch, ob andere chemische Systeme im Gehirn diese Unterschiede verursachten, und fanden heraus, dass die Veränderungen spezifisch für die Dopamin-Neuronen selbst waren. Dieser geschlechtsspezifische Anstieg im dorsalen Bereich bei den Männchen deutet darauf hin, dass die Belohnungs- und Bewegungssysteme des Gehirns nicht alle im gleichen Tempo oder auf die gleiche Weise reifen.

Diese Entdeckung hilft zu erklären, warum frühere Studien möglicherweise widersprüchliche Berichte lieferten. Indem sie zwei Monate alte Mäuse als voll ausgereifte Erwachsene behandelten, übersahen frühere Forschungen wahrscheinlich das Zeitfenster, in dem diese entscheidenden Veränderungen bei Männchen stattfinden. Die Ergebnisse zeigen, dass der Übergang zum Erwachsenenalter eine regionsspezifische und geschlechtsspezifische Aktualisierung der Art und Weise beinhaltet, wie das Gehirn mit Dopamin umgeht. Für männliche Mäuse scheint die Reifung des dorsalen Striatums ein wesentlicher Teil der Entwicklungsreise zu sein, der die gesteigerte Aktivität und Risikobereitschaft im jungen Erwachsenenalter vorantreibt. Diese Arbeit unterstreicht, dass Wissenschaftler, um das Gehirn wirklich zu verstehen, das richtige Alter, das richtige Geschlecht und den richtigen Teil des Gehirns betrachten müssen, anstatt davon auszugehen, dass sich das gesamte System gleichzeitig verändert.