Christopher Bergland

Angst

Gerüche können fest verdrahtet werden, um hirnweite Angst auszulösen

Lebensbedrohliche Angst vor einem bestimmten Geruch kann zu PTBS-Symptomen führen.

Eine neue Studie zur Bildgebung des Gehirns von Mäusen, die sich wach verhalten, bietet neue Hinweise darauf, wie lebensbedrohlich sie sind Angst Das ist mit einem "beängstigenden" Geruch verbunden und kann sich zu einem Leben voller Angst entwickeln. Diese Ergebnisse (Uselman et al., 2020) wurden online am 28. Mai in der Zeitschrift veröffentlicht NeuroImage.

Für diese Studie verwendeten die Forscher eine Neuroimaging-Technik namens Mangan-Enhanced MRI (MEMRI), um das gesamte Gehirn zu überwachen neuronale Aktivität bei Labormäusen, da sie akuter Angst ausgesetzt waren, die durch den Geruch eines tödlichen Raubtiers ausgelöst wurde. Die Beobachtung der gehirnweiten Aktivität bei wachen Mäusen beim Übergang ihrer Angst zu Angst gab den Forschern neue Einblicke in die neuronalen Korrelate, die mit einer Exposition gegenüber Lebens- oder Todesangst einhergehen, die sich im Laufe der Zeit zu chronischer Angst entwickelt.

Mangan ist eine ungiftige Substanz, die aktive Neuronen in einer MRT beleuchtet. Die quantitative rechnerische Analyse, wie Mangan verschiedene Hirnregionen beleuchtete, während Angst in Labormäusen in Angst umgewandelt wurde, wurde in der statistischen parametrischen Kartierung (SPM) der gehirnweiten Aktivität erfasst.



Durch eine Reihe von MEMRI-Experimenten, die über die Zeit gestaffelt waren, kartierten die Forscher, wie sich die angstbasierte neuronale Aktivität in 45 kortikalen und subkortikalen Regionen im gesamten Gehirn entwickelte. Einige Hirnregionen wurden sofort durch einen lebensbedrohlichen Geruch aktiviert, der mit einem Raubtier verbunden war, während andere Hirnregionen im Laufe der Zeit aktiver wurden.

In einer Kohorte von Mäusen löschten die Forscher einen Serotonintransporter (SERT) Gen "Knockout-Mäuse" (SERT-KO) zu schaffen, die anfälliger für Angstzustände waren. SERT-KO-Mäuse halfen den Forschern, die Gehirnmechanismen zu identifizieren, die eine lebensbedrohliche Erfahrung begleiten, die sich in langfristige Angst verwandelt.

"Bis jetzt hatten Psychiater wenig Informationen darüber, was nach einer ängstlichen Erfahrung im Gehirn vor sich geht und warum manche Menschen sich nicht leicht erholen und bleiben können Ängstlich, sogar für den Rest ihres Lebens ", leitender Autor Elaine Trägerin sagte in einer Pressemitteilung vom 9. Juli. "Lebensbedrohliche Angst führt häufig zu post-traumatisch Stress Syndrom (PTBS). Ziel ist es, die Reaktion des Gehirns auf Angst zu beleuchten und herauszufinden, warum dies in einigen Fällen zu anhaltenden Angstzuständen wie PTBS führen kann. "

Bei den meisten Tieren kann eine breite Palette von Raubtiergerüchen festverdrahtete Kampfflug- oder Frostangstreaktionen auslösen, die für das individuelle Überleben jedes Tieres und das Überleben der Art von entscheidender Bedeutung sind. Mäuse können Chemosignale erkennen, die mit dem Geruch eines Raubtiers verbunden sind und eine Maus vor lebensbedrohlicher Gefahr warnen. Aus diesem Grund neigen Mäuse dazu, ein angeborenes angstähnliches Verhalten als Reaktion auf verschiedene Raubgerüche wie Katzenspeichel, Haupturinproteine ​​(MUPs) einer Ratte oder den Geruch von Schlangenhaut zu zeigen. Das vomeronasale Organ vermittelt diese speziellen Geruchsmerkmale über den Nachweis von Proteinpheromonhomologen (Papes, Logan & Stowers, 2010).



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Interessanterweise scheinen Menschen nicht annähernd so viele (wenn überhaupt) evolutionär konservierte Geruchsmerkmale zu haben, die bei allen Menschen ständig eine bedingungslose Angstreaktion hervorrufen. Der Mensch ist jedoch sehr empfindlich gegenüber Reizstoffen oder stechenden Gerüchen (z.g., Ammoniak, Farbverdünner), die den Trigeminusweg aktivieren (Doty, 1975). Die meisten Geruchsstoffe stimulieren den Trigeminus bis zu einem gewissen Grad. die Schwelle für Trigeminus-Chemorezeption ist in der Regel höher als für reguläre Geruchssinn

Insbesondere eine Studie zur Geruchsempfindlichkeit bei Kampfveteranen mit PTBS (Cortese, Leslie & Uhde, 2015) ergab, dass bei Kriegern in Kampfgebieten Geruchsstoffe mit starken Trigeminus-Eigenschaften viel häufiger als andere Gerüche mit lebensbedrohlicher Angst in Verbindung gebracht werden . Wie die Autoren erklären:

"In dem Maße, in dem unsere PTBS-Veteranen während des Einsatzes das gleiche Maß an selbst wahrgenommenem Alarm gegenüber verbranntem Haar, Kraftstoff, Schießpulver und Blutgerüchen (dh Gerüchen, die auf echte Gefahr hinweisen) hatten, wie zum Zeitpunkt unserer Beurteilung, würden wir erwarten Diese Personen sollen besonders gut darin gewesen sein, echte Bedrohungsgerüche während des Kampfes zu identifizieren und darauf zu reagieren. "

Für einige Veteranen sind viele dieser traumabedingten Gerüche vom Aussterben bedroht und können nach ihrer Rückkehr in das zivile Leben lebhafte Rückblenden in lebensbedrohliche Situationen auslösen. Beispielsweise können für Kampfveteranen mit PTBS die akustischen und olfaktorischen Hinweise, die mit den Feierlichkeiten am 4. Juli in den USA verbunden sind, traumabedingte Rückblenden auslösen. Viele der mit dem Unabhängigkeitstag verbundenen Gerüche (z. B. Feuerwerk mit Schießpulver, Feuerzeugflüssigkeit mit Kerosin) aktivieren den Trigeminusweg.

In seinem Buch Der Geruch von Kerosin: Die Odyssee eines TestpilotenDonald Mallick erinnert sich, wie der besondere Trigeminusgeruch im Düsentreibstoff ihn an "aufregende" Lebens- oder Todessituationen erinnert, die er im Cockpit von über 125 verschiedenen Prototypenflugzeugen und als Hauptprojektpilot für das Mondlandefahrzeug der NASA erlebt hat. Für Mallick, der keine PTBS hatte, ist der Geruch von Kerosin mit Adrenalinschub und Abenteuer verbunden. Für einen Kampfveteranen mit PTBS, der den Geruch von Kerosin mit einer lebensbedrohlichen Erfahrung im Kriegsschauplatz in Verbindung bringt, kann dieser Trigeminusgeruch jedoch als "beängstigender" Geruch fest verdrahtet werden, der lähmende Angst auslöst und Panikattacken.

Hoffentlich wird die neueste Mausforschung darüber, wie eine akute Exposition gegenüber einem "beängstigenden" Geruch gehirnweite Angst auslöst, die sich zu einem Leben voller Angst entwickeln kann, Menschen mit geruchsbedingter PTBS eines Tages helfen. "Wir wissen jetzt, dass die Gehirnaktivität bei Angstzuständen nicht mit einer akuten Angstreaktion identisch ist", bemerkte Bearer. "Mit Angstzuständen ist die neuronale Aktivität in vielen spezifischen Regionen des Gehirns erhöht und die normale Koordination zwischen den Regionen geht verloren."

Die neueste (2020) gehirnweite Aktivitätskartierung von Bearer und Kollegen an der Universität von New Mexico zeigt, wie ein Geruch, der mit lebensbedrohlicher Gefahr verbunden ist, eine komplexe Dynamik zwischen mehreren Gehirnregionen auslösen kann, wenn sich eine akute Angsterfahrung zu chronischer Angst entwickelt . "Diese Ergebnisse können möglicherweise in humane fMRT-Ergebnisse übertragen werden, um die zukünftige klinische Forschung im Bereich des Wirkstoff-Targetings auf subkortikale und tiefere Gehirnstrukturen zu informieren", schließen die UNM-Autoren.

Verweise

Taylor W. Uselman, Daniel R. Barto, Russell E. Jacobs und Elaine L. Bearer. "Entwicklung der gehirnweiten Aktivität in der wachen Maus nach akuter Angst durch longitudinale Mangan-verstärkte MRT." NeuroImage (Erstveröffentlichung online: 28. Mai 2020) DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2020.116975

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