Hirnzellen tief im Schädel steuern belohnungsbasierte Entscheidungen
Eine kleine Hirnregion, die bei der Parkinson-Behandlung gezielt stimuliert wird, spielt auch eine Schlüsselrolle dabei, wie Entscheidungen durch Belohnung geprägt werden. Eine neue Studie kartiert erstmals, wie verschiedene Zellgruppen innerhalb dieser Region diese Aufgabe untereinander aufteilen.
Der Nucleus subthalamicus ist eine kleine Struktur tief im Gehirn, Teil der Basalganglien: ein Netzwerk, das an der Bewegungssteuerung und Impulskontrolle beteiligt ist. Er ist ein zentrales Ziel der Tiefen Hirnstimulation bei der Parkinson-Krankheit. Seine Rolle bei Entscheidungsprozessen war bislang jedoch weniger gut verstanden.
Drei Zellgruppen, drei Funktionen
Die Studie, veröffentlicht in eLife, ließ Affen Aufgaben durchführen, die sowohl sensorisches Urteilsvermögen als auch belohnungsbasiertes Denken erforderten. Drei verschiedene Neuronenpopulationen im Nucleus subthalamicus übernahmen dabei jeweils unterschiedliche Aufgaben: Eine war mit der Bildung der Entscheidungsvariable verknüpft – also jenes internen Signals, das eine Wahl in die eine oder andere Richtung kippt –, eine weitere mit der Anpassung der Entscheidungsschwelle, und eine dritte mit Prozessen, die nichts mit der Entscheidung selbst zu tun haben. Viele Zellen verfolgten zudem die Ergebnisse und registrierten, ob eine Wahl korrekt war und welche Belohnung zu erwarten stand.
Diese interne Arbeitsteilung innerhalb des Nucleus subthalamicus bei komplexen Entscheidungen war zuvor noch nie in dieser Detailtiefe kartiert worden.
Warum das für Alterung und kognitiven Abbau relevant ist
Die Basalganglien sind im Alter sowie bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson und Demenz besonders anfällig. Ein besseres Verständnis davon, wie diese Regionen Entscheidungsprozesse steuern, hilft zu klären, was beim kognitiven Abbau im höheren Lebensalter schiefläuft. Die Studie wurde an Affen durchgeführt, und die Ergebnisse sind vorläufig. Ob und wie sie sich auf klinische Anwendungen beim Menschen übertragen lassen, muss noch geklärt werden.
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