The startle response as a measure in mouse models of mood disorders

摘要

Ein großer Teil der Fragestellungen in den Neurowissenschaften beschäftigt sich mit dem Thema, wie das Säugerhirn Verhalten auslöst und steuert. Die Schreckreaktion ist ein relativ einfaches Verhalten, welches bei Säugetieren ohne großen Aufwand ausgelöst werden kann und variabel auf eine Vielfalt von experimentellen Behandlungen reagiert.udDas Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Schreckreaktions-Messungen am Max-Planck-udInstitut für Psychiatrie in München (MPI-P) zu etablieren. Vor dem Hintergrund aktueller Fragestellungen sollten die Experimente zu einsatzbereiten Messmethoden und Verhaltensparadigmen führen.ududIn der vorliegenden Arbeit gelang es nicht, das Paradigma der furchtpotenzierten Schreckreaktion (FPS) zuverlässig in einem häufig am MPI-P eingesetzten Mausstamm anzuwenden. Das FPS maskierende Phänomen, daß die Präsentation eines unkonditionierten Tons bereits zu einer deutlich verstärkten Schreckreaktion in diesen Mäusen führt ("tone enhanced startle", TES) wurde dann charakterisiert und im Folgenden als ergänzendes Paradigma zur Messung und Abschätzung des Hörvermögens, der Stimulus Adaptation und der Aufmerksamkeit in Mäusen vorgeschlagen.udEine Literaturrecherche ergab, daß im Paradigma der Furchtkonditionierung ("fear conditioning", FC) und deren aktives Verlernen ("extinction of FC", ExFC) verwendete Stimulus-Parameter eine hohe Varianz zwischen verschiedenen Laboratorien aufweisen. Der im Verhalten ausgelesene Lernerfolg während einer FC wie auch einem ExFC hingen in den vorliegenden Experimenten wesentlich von der verwendeten Stimulusqualität abud(d.h. sinus-Ton oder weißes Rauschen). Im Umkehrschluß empfiehlt die vorliegende Arbeit einen überlegteren Umgang mit den eingetzten Stimulus-Parametern.udEs zeigte sich, daß eine erhöhte Schreckreaktion (Übererregbarkeit) ohne weiteres in einem Tiermodell der Posttraumatischen Belastungsstörung ("posttraumatic stress disorder",PTSD) gemessen werden kann. Im Weiteren konnte gezeigt werden, daß verändertes Hippocampus-Volumen in diesen Tieren, gemessen über ultramikroskopische Aufnahmen und analog zu Hippocampusveränderungen in Patienten, unabhängig von anderen PTSD-ähnlichen Symptomen dieser Mäuse ist.udIn einem weiteren Abschnitt widmet sich die vorliegende Arbeit der laufenden Charakterisierung der Rolle von Dopaminrezeptoren (DR) in der Präpulsinhibition (PPI) und -Faszilitierung (PPF) der Schreckreaktion. Durch lokale injektion von DR-Antagonisten konnte gezeigt werden, daß die Blockade von DR1 wiederholbar PPI verstärkt, während die Rolle von DR2, getestet mit zwei verschiedenen Antagonisten, als ambivalent gedeutet werden muß.udBasierend auf diesen Experimenten wurden optogenetische Methoden in die Schreckreaktionsmessung eingeführt. Transgenen Mäusen, die lichtsensitive Ionenkanäle in ihren neuronalen Zellmembranen bestimmter Zellpopulationen tragen, wurden Lichtblitze ins Gehirn appliziert. Auf diese Weise konnten PPI und PPF unabhängig voneinander manipuliert werden. Daraus folgend, und im Unterschied zur populären Summationshypothese der PPF, schlägt die vorliegende Arbeit einen eigenständigen, von der PPI unabhängigen PPF-Schaltkreis vor, der Pyramidenneuronen der präfrontalen Kortexschicht V beinhaltet.ududDie vorliegende Arbeit konnte erfolgreich verschiedene Protokolle und Verhaltensparadigmen der Schreckreaktionsmessung am MPI-P etablieren und zur sofortigen Nutzung zur Verfügung stellen. Es wurden nicht nur neue Techniken wie z.B. optogenetische Methoden in die Schreckreaktionsmessung eingeführt, die vorliegenden Experiemente leisten auch ihren Beitrag zur aktiven Forschung, in dem sie z.B. die große Bedeutung der Stimulus-Parameter für den Lernerfolg von Versuchstieren nachweisen.