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Neue Wege für Lernen mit Vagusnervstimulation?

Geschrieben von:

Kornelia C. Rebel

Medizinisch überprüft von:

Inhaltsüberblick

Hoffnung für Menschen mit Hirntrauma

Die im Fachjournal Neuron veröffentlichte Studie stellte Mäuse vor schwierige Aufgaben, um den Lernprozess und seine Verbindung zum Vagusnerv zu testen.

Bei der Vorstellung der Studie betonte Dr. Cristin Welle, leitende Autorin der Untersuchung und stellvertretende Forschungsleiterin der Abteilung für Neurochirurgie an der medizinischen Fakultät der Universität von Colorado: „Wir kamen zu dem Schluss, dass es eine direkte Verbindung zwischen dem Vagusnerv, dem cholinergen System, das bestimmte Aspekte der Gehirnfunktion reguliert, und motorischen Kortexneuronen gibt, die für das Erlernen neuer Fähigkeiten unerlässlich sind. Dies könnte Patienten mit einer Vielzahl von motorischen und kognitiven Beeinträchtigungen Hoffnung geben und gesunden Menschen eines Tages dabei helfen, neue Fähigkeiten schneller zu erlernen.“

Im Rahmen der Studie brachten Forscher gesunden Mäusen eine schwierige Aufgabe bei, um ihre Lernfähigkeit zu testen. Sie entdeckten, dass die Stimulation des Vagusnervs während des Prozesses den Nagetieren half, die Aufgabe viel schneller zu lernen und ein höheres Leistungsniveau zu erreichen. Dies zeigte, dass die Anregung des Vagusnervs das Lernen in einem gesunden Nervensystem steigern kann.

Vagusnerv wichtig für Organfunktionen und Reflexe

Der Vagusnerv ist von entscheidender Bedeutung, da er interne Organfunktionen wie Verdauung, Herzfrequenz und Atmung reguliert. Er hilft auch, Reflexe wie Husten, Schlucken und Niesen zu kontrollieren. Der auch zehnte Gehirnnerv genannte Nervus vagus verläuft vom Hirnstamm am Ende der Wirbelsäule über Hals und Brust bis zum Bauchraum.

Die Studie zeigte auch eine direkte Verbindung zwischen dem Vagusnerv und dem cholinergen System, das für Lernen und Aufmerksamkeit unerlässlich ist. Jedes Mal, wenn der Vagusnerv stimuliert wurde, konnten die Forscher beobachten, wie die Neuronen, die das Lernen steuern, innerhalb des cholinergen Systems aktiviert wurden.

Das cholinerge System besteht aus Strukturen von Neuronen, die mit dem Neurotransmitter Acetylcholin arbeiten. Eine Schädigung dieses Systems wurde bisher mit der Alzheimer-Krankheit, der Parkinson-Krankheit und anderen motorischen und kognitiven Erkrankungen in Verbindung gebracht. Die Entdeckung der direkten Verbindung zwischen Vagusnerv und Lernzentren in gesunden Nervensystemen könnte laut Dr. Welle zu besseren Behandlungsmöglichkeiten für diejenigen führen, deren Systeme geschädigt wurden.

Neue Lernmöglichkeiten nach Schlaganfall und bei Multipler Sklerose

„Die Idee, das Gehirn in einen Zustand versetzen zu können, in dem es neue Dinge lernen kann, ist wichtig für alle Störungen, die motorische oder kognitive Beeinträchtigungen haben“, sagte sie. „Unsere Hoffnung ist, dass die Vagusnervstimulation bei Patienten, die sich von einem Schlaganfall, einer traumatischen Hirnverletzung, PTBS oder einer Reihe anderer Erkrankungen erholen, mit einer fortlaufenden Rehabilitation kombiniert werden kann.“

Zusätzlich zu der Studie haben Dr. Welle und ihr Team einen Zuschuss beantragt, der es ihnen ermöglichen würde, ein nicht-invasives Gerät zur Stimulation des Vagusnervs zu verwenden, um Patienten mit Multipler Sklerose zu behandeln, die Bewegungsdefizite entwickelt haben. Sie hofft auch, dass dieses Gerät gesunden Menschen helfen könnte, schneller neue Fähigkeiten zu erlernen.

„Ich denke, es gibt ein riesiges ungenutztes Potenzial für die Verwendung der Vagusnervstimulation, um dem Gehirn zu helfen, sich selbst zu heilen“, sagte Dr. Welle. „Indem wir diese Verbindung weiter untersuchen, können wir letztendlich die Genesung der Patienten optimieren und neue Türen zum Lernen öffnen.“

Quelle:

Spencer Bowles, Jordan Hickman, Xiaoyu Peng, W. Ryan Williamson, Rongchen Huang, Kayden Washington, Dane Donegan, Cristin G. Welle. Vagus nerve stimulation drives selective circuit modulation through cholinergic reinforcement. cell.com. Published July 19 2022. DOI:https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.06.017 (https://www.cell.com/neuron/pdf/S0896-6273(22)00555-4.pdf)

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