Jerusalem, 23. September 2026 (TPS-IL) – Ein Gehirnsystem, das normalerweise dazu dient, das Verhalten flexibel zu halten, kann durch Kokain gegen sich selbst gerichtet werden, wie israelische Wissenschaftler herausgefunden haben. Die Entdeckung könnte erklären, wie zwanghafte und repetitive Verhaltensweisen entstehen, und weist Forschern einen spezifischen Gehirnmechanismus auf, der manipuliert werden kann, um sie zu unterbrechen.
Die Studie unter der Leitung der Doktoranden Ben Jerry Gonzales und Itay Shalom unter der Aufsicht von Prof. Ami Citri vom Edmond und Lily Safra Center for Brain Sciences und Institute of Life Sciences der Jerusalem Universität identifiziert ein Gleichgewicht zwischen zwei neuronalen Bahnen, das zu bestimmen scheint, ob das Verhalten flexibel bleibt oder in Wiederholungen erstarrt.
„Kokain scheint kein völlig neues Verhaltensprogramm zu schaffen“, sagte Gonzales, einer der Erstautoren. „Es übernimmt die Kontrolle über einen Schaltkreis, den das Gehirn bereits für natürliche Handlungen nutzt, und drängt das Verhalten zu anhaltenden Wiederholungen.“
Die in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlichte Studie verfolgte die Wirkung auf einen Gehirnschaltkreis, der an der Auswahl von Bewegungen, insbesondere solchen, die Mund und Zunge betreffen, beteiligt ist.
Die Studie konzentrierte sich auf das Striatum, eine Gehirnregion, die an der Auswahl von Handlungen von Moment zu Moment beteiligt ist. Störungen in diesem Prozess wurden mit repetitiven und starren Verhaltensweisen bei Erkrankungen wie dem Tourette-Syndrom, der Parkinson-Krankheit und medikamenteninduzierten Bewegungsstörungen in Verbindung gebracht.
Um diese Veränderungen zu untersuchen, entwickelte das Team STEREO, ein Deep-Learning-System, das künstliche Intelligenz nutzt, um natürliche Verhaltensweisen direkt aus Videos zu identifizieren und zu verfolgen. Die Technologie ermöglichte es den Forschern, das gesamte Verhaltensrepertoire eines Tieres zu beobachten, anstatt einzelne Handlungen manuell aufzuzeichnen.
„Wir wollten Verhalten so erfassen, wie ein Beobachter es tatsächlich sieht: Fellpflege, Lecken, Erkunden, aber das war manuell nicht zu bewerten“, sagte Shalom, einer der Erstautoren. „STEREO ermöglichte es uns zu beobachten, wie sich das gesamte Verhaltensrepertoire der Tiere allmählich verengte, bis eine Art von Handlung dominierte.“
Nach wiederholter Kokainexposition verengte sich das vielfältige und explorative Verhalten der Tiere allmählich zu repetitiven Handlungen. Sie verbrachten zunehmend Zeit damit, den Boden und die Wände ihres Geheges zu lecken, Verhaltensweisen, die ohne Kokain selten beobachtet wurden.
Gehirnschaltkreis verfolgt
Die Forscher verfolgten diese Veränderung zum ventrolateralen Striatum, oder VLS, einer Region, die insbesondere an Mund- und Zungenbewegungen beteiligt ist. Das VLS enthält zwei Hauptneuronenbahnen, bekannt als direkte und indirekte Bahnen, die gegensätzliche Auswirkungen auf die Aktionsauswahl haben.
Die Aktivierung der indirekten Bahn unterbrach sofort das kokaininduzierte repetitive Verhalten und veranlasste die Tiere, zu alternativen Handlungen überzugehen. Als die Stimulation endete, kehrte das repetitive Verhalten schnell zurück.
Die Unterdrückung derselben Bahn hatte den gegenteiligen Effekt, erschwerte den Tieren den Wechsel des Verhaltens und führte zu längeren Phasen repetitiver Handlungen.
Die direkte Bahn zeigte das entgegengesetzte Muster. Eine Verringerung ihrer Aktivität schwächte das kokaininduzierte repetitive Verhalten, während ihre Aktivierung in Abwesenheit von Kokain ausreichte, um starre, repetitive Handlungen hervorzurufen, die denen nach Drogenexposition ähnelten.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die kokaininduzierte Verhaltensrigidität aus einem Ungleichgewicht zwischen zwei gegensätzlichen Bahnen innerhalb eines normalen Aktionsauswahlsystems resultiert. Anstatt lediglich eine Gehirnregion zu identifizieren, die mit repetitivem Verhalten assoziiert ist, zeigt die Studie, dass die Manipulation des Gleichgewichts zwischen diesen Bahnen das Verhalten selbst verändern kann.
Die Forscher sagten, die Ergebnisse lieferten einen spezifischen Gehirnmechanismus für weitere Untersuchungen als potenzielles Ziel zur Wiederherstellung der Verhaltensflexibilität. Das STEREO-System bietet auch eine neue Möglichkeit, repetitives Verhalten detaillierter zu untersuchen.
Langfristig eröffnen die Ergebnisse die Möglichkeit von Behandlungen, die darauf abzielen, die Fähigkeit des Gehirns wiederherzustellen, zwischen Verhaltensweisen zu wechseln, anstatt nur repetitive Handlungen zu unterdrücken. Die Forscher warnten jedoch, dass noch zu bestimmen sei, ob derselbe Schaltkreismechanismus beim Menschen sicher und wirksam angesprochen werden kann.
