Umschalten von Attraktion auf Angst: Stresshormon steuert frühkindliche Lernprozesse

Für ein hilfloses Neugeborenes ist es überlebenswichtig, dass es seine Mutter erkennt und ihre Nähe sucht, um beispielsweise gesäugt und gegen Feinde beschützt zu werden. Ratten lernen ihre Mutter über deren Geruch zu identifizieren. Diese Fähigkeit ist in den ersten zehn Tagen nach der Geburt besonders ausgeprägt. Wissenschaftler nennen diesen Zeitraum die sensivite Phase. Konditionierungsexperimente von Professor Regina M. Sullivan von der Abteilung für Zoologie der Universität von Oklahoma in Norman belegen, dass selbst simultan verabreichte schmerzhafte Reize in dieser sensitiven Phase die Prägung von Rattenbabys auf einen bestimmten Geruch nicht verhindern können.

Erst ab dem zehnten Tag lernen die kleinen Nager Gerüche zu meiden, wenn diese mit einem unangenehmen Reiz gepaart sind – eine Geruchsaversion entsteht. Die Jungen haben dann die für ausgewachsene Tiere und Menschen typische Fähigkeit zum so genannten Angstlernen erworben.

Das Team von Sullivan konnte zeigen, dass in der sensitiven Phase der Geruchsprägung eine bestimmte Gehirnregion, der Locus Coeruleus, besonder aktiv ist. In dieser Zellgruppe im Mittelhirn wird ein Grossteil des Noradrenalins des Zentralnervensystems produziert. Diesen Botenstoff setzt der Locus Coeruleus bei den Neugeborenen während der Frühphase in großen Mengen quasi ungebremst in den Riechkolben frei.

Erst ab dem zehnten Tag kann die Aktivität des Locus Coeruleus gedämpft werden. Dafür sorgt der Mandelkern im Großhirn, die so genannten Amygdala, die Emotionen verarbeitet. Die Amygdala ist in der sensitiven Phase jedoch noch inaktiv, weshalb die sehr junge Ratten keine Geruchsaversion aufbauen können. Erst ab dem zehnten Tag greift die Amygdala in das Geruchslernen ein und sorgt dann dafür, dass Gerüche, die mit einem unangenehmen Reiz verknüpft sind, bei den Tieren eine Aversion auslösen.

Die Untersuchungen der Forscher belegen auch, dass die früh erlernte Präferenz für einen mit einem Schmerzreiz gepaarten Geruch auch später erhalten bleibt. Die Fähigkeit der Tiere, eine Aversion gegen Gerüche zu entwickeln, ändert nichts daran – gute Erinnerungen an schlechte Ereignisse in der Kindheit bleiben erhalten.

Das Stresshormon Kortikosteron (engl. Corticosterone), ein Glukokortikoid aus der Nebennierenrinde, spielt eine wichtige Rolle, wenn am zehnten Tag von einem Lernprozess auf den anderen umgeschaltet wird. Wie Regina Sullivan auf dem Forum der europäischen Hirnforscher in Wien berichtet, sorgt eine Kortikosteron-Injektion in der sensitiven Phase dafür, dass diese frühzeitig beendet wird: Das Stresshormon aktiviert die Amygdala und die Rattenbabys können eine Geruchsaversion aufbauen.

Als die Forscher die Produktion des Stresshormons durch die Entfernung der Nebenniere blockierten, verlängerte dies hingegen die sensitive Phase.

Sullivan: „Diese Mechanismen sorgen dafür, dass Rattenbabys sehr schnell eine Bindung an ihre Mutter lernen können, selbst wenn die Mutter ihnen wehtut, indem sie etwa auf ihren Nachwuchs tritt. Erst wenn das Stress-System aktiv wird und die Amygdala quasi „anknipst“, wird diese sensitive Phase beendet und wird Angstlernen möglich.“

ABSTRAKT Nr. S37.1

Notes to Editors
Das Forum 2006 der Federation of European Neuroscience Societies (FENS) wird veranstaltet von der Österreichischen Gesellschaft für Neurowissenschaften und der Deutschen Neurowissenschaftlichen Gesellschaft. An der Tagung nehmen über 5000 Neurowissenschaftler teil. Die FENS wurde 1998 gegründet mit dem Ziel, Forschung und Ausbildung in den Neurowissenschaften zu fördern sowie die Neurowissenschaften gegenüber der Europäischen Kommission und anderen Drittmittelgebern zu vertreten. FENS ist der Europäische Partner der Amerikanischen Gesellschaft für Neurowissenschaften (American Society for Neuroscience). Die FENS vertritt eine große Zahl europäischer neurowissenschaftlicher Gesellschaften und hat rund 16 000 Mitglieder.
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8. – 12. Juli 2006
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