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Soziale Isolation erhöht Alkoholkonsum bei männlichen Mäusen
Soziale Isolation verändert bei Mäusen einen Schaltkreis zwischen Amygdala und präfrontalem Cortex. Bei Männchen steigt der Alkoholkonsum, während Weibchen weniger trinken. Gezielte Aktivierung und Hemmung zeigen zudem, dass dieser Schaltkreis zum verstärkten Trinken bei isolierten Männchen beiträgt. Die Befunde markieren damit eine deutliche Geschlechterdifferenz in diesem Tiermodell.
La Jolla (U.S.A.). Soziale Isolation kann das Trinkverhalten verändern, doch die zugrunde liegenden Vorgänge im Gehirn waren bislang nur unvollständig geklärt. Besonders offen war, wie soziale Erfahrungen mit neuronalen Schaltkreisen zusammenwirken, die Belohnung, Stress und Entscheidungen verarbeiten.
Forscher der Northwestern University Feinberg School of Medicine um Reesha R. Patel haben nun untersucht, wie erwachsene Mäuse auf soziale Isolation reagieren. Im Mittelpunkt stand eine Verbindung von der basolateralen Amygdala zum medialen präfrontalen Cortex, kurz BLA-mPFC-Schaltkreis. Die Amygdala verarbeitet unter anderem emotionale und motivationale Signale, während der präfrontale Cortex an der Bewertung von Reizen und an Handlungsentscheidungen beteiligt ist.
Zunächst lebten die Tiere in Gruppen und erhielten täglich eine Stunde lang die Wahl zwischen Wasser und einer 15-prozentigen Alkohollösung. Anschließend wurden sie über elf Tage einzeln gehalten. Bei 14 männlichen Mäusen nahm das Trinken von Alkohol im Verlauf der Isolation schrittweise zu und erreichte nach etwa einer Woche ein erhöhtes Niveau. Elf weibliche Mäuse reagierten entgegengesetzt und tranken nach der Isolation weniger Alkohol.
Der Unterschied beschränkte sich nicht auf das Verhalten. In Hirnschnitten zeigte das Team, dass die Erregbarkeit von BLA-mPFC-Neuronen bei isolierten Männchen zunahm, bei Weibchen aber abnahm. Weil nur die Männchen ihren Alkoholkonsum steigerten, konzentrierten sich die folgenden mechanistischen Experimente überwiegend auf männliche Tiere.
Mit Kalziumbildgebung auf Einzelzellebene beobachteten die Forscher anschließend die Aktivität bestimmter Nervenzellen bei frei beweglichen Mäusen. Dabei erfasste der BLA-mPFC-Schaltkreis den Alkoholkonsum deutlich stärker als unspezifisch gemessene Aktivität in der Amygdala. Je stärker die Aktivität dieses Projektionssystems ausfiel, desto mehr Alkohol tranken die Tiere.
Auch der mediale präfrontale Cortex veränderte seine Reaktion während der Isolation. Seine neuronalen Antworten auf Alkohol wurden stärker, während die Reaktionen auf die natürliche Belohnung Saccharose schwächer wurden. Wasser löste dagegen keine vergleichbare Veränderung aus. Dies spricht dafür, dass Isolation die Verarbeitung verschiedener Belohnungsreize nicht einfach allgemein verstärkt.
Ob die erhöhte Aktivität nur mit dem Trinken zusammenhing oder es tatsächlich beeinflusste, prüfte das Team mit Optogenetik. Dabei lassen sich gezielt veränderte Nervenzellen durch Licht aktivieren oder hemmen. Wurde der BLA-mPFC-Schaltkreis bei nicht isolierten männlichen Mäusen aktiviert, nahm ihr Alkoholkonsum zu. Bei Wasser und Saccharose zeigte sich dieser Effekt nicht.
Umgekehrt verringerte eine optogenetische Hemmung des Schaltkreises bei isolierten Männchen die Zahl ihrer Trinkepisoden mit Alkohol, ohne das Wassertrinken entsprechend zu verändern. Eine zusätzliche Kombination aus Lichtstimulation und Kalziumbildgebung zeigte zudem, dass die Aktivierung des Schaltkreises im präfrontalen Cortex Reaktionsmuster erzeugte, die den Mustern nach sozialer Isolation ähnelten.
Die Ergebnisse sprechen damit für einen kausalen Beitrag des BLA-mPFC-Schaltkreises zum gesteigerten Alkoholkonsum isolierter männlicher Mäuse. Gleichzeitig zeigt der gegenteilige Befund bei Weibchen, dass dieselbe soziale Erfahrung je nach Geschlecht mit unterschiedlichen neuronalen Anpassungen verbunden sein kann.