Antidpressiva in Kombination mit Lernen fördern Neuroplastizität

Hintergrund: Mehrere Studien haben nachgewiesen, dass das serotonerge System die Neuroplastizität, die Fähigkeit des Gehirns, sich an neue Umstände anzupassen, über die gesamte Entwicklungsdauer des Menschen beeinflusst. In Tierstudien konnte der positive Effekt von Selektiven Serotonin Wiederaufnahmehemmern (SSRI), die bei der Behandlung von Depressionen und Angst eingesetzt werden, auf die Neuroplastizität gezeigt werden. Dieses Projekt soll untersuchen, ob diese häufig verabreichten Medikamente auch im Menschen zu einer Steigerung der Neuroplastizität führen und diese Änderungen mittels Magnetresonanztomographie (MRT) darstellen. Hypothesen: (1) SSRIs steigern die strukturelle Ummodellierung neuronaler Netzwerke, die beim Lernen stattfindet. Zu diesen gehören Umbauprozesse grauer und weißer Substanz, sowie gesteigerte funktionelle Konnektivität zwischen Gehirnregionen. (2) Dieser Effekt ist spezifisch für die Regionen, die beim Lernen spezifischer Aufgaben eine Rolle spielen. Das heißt SSRIs verstärken Umbauprozesse in Hirnregionen, die beim erlernen bestimmter Aufgaben aktiv sind. Studiendesign: Randomisierte, doppel-blinde, Placebo-kontrollierte, longitudinale, Monocenter Studie. 80 gesunde Probanden werden je drei mal mittels MRT untersucht: 1. Nach Studieneinschluss, 2. Nach 3 Wochen Lernen von Gesichts/Emotions (40 Probanden) oder chinesischen Zeichen-Bedeutungs (40 Probanden) Paaren und 3. nach 3 Wochen Lernen neuer Assoziationen unter SSRI- oder Plazebogabe. Methoden: Funktionelle und strukturelle MRT Messungen bei 80 gesunden Probenden werden auf einem 3 Tesla PRISMA MAGNETOM Scanner durchgeführt, welcher hochaufgelöste, strukturelle und funktionelle Datenanalysen ermöglicht. Volumsänderungen von grauer Substanz werden mit voxel-basierter Morphometrie (VBM) und Veränderungen von Fasern weißer Substanz werden mit Diffusion Tensor Imaging (DTI) in jenen Gehirnregionen dargestellt, die bei den Lernaufgaben aktiv werden (Hippocampus, Amygdala, frontaler Cortex). Resting-state MRI wird Unterschiede in funktioneller Konnektivität zwischen diesen Regionen und funktionelles MRI werden unterschiedliche neuronale Aktivierung in diesen Gehirnregionen hochaufgelöst darstellen. Relevanz und Implikationen: Diese Studie wird verstärkte neuronale Restrukturierung nach SSRI Gabe während Lernen in jenen Gehirnregionen bei gesunden Probenden detektieren, die signifikante neuroplastische Defizite bei depressiven Patienten aufweisen. Die Resultate dieser Studie werden nicht nur das aktuelle Wissen über den Einfluss von SSRIs auf die Neuroplastizität, sondern auch die Interaktionen zwischen dem Neurotrophin System, Serotonin, Emotionen und Lernen erweitern. Somit wird eine Basis für zukünftige gezielte Interventionen bei Patienten gelegt, die sich die plastizitätssteigernden Eigenschaften von SSRIs zu Nutze machen.

Eine Vielzahl an Studien hat in den letzten Jahrzehnten die bemerkenswerte Fähigkeit des Gehirns zur funktionelle, strukturellen und adaptiven Anpassung aufgezeigt. Diese Veränderungen in Abhängigkeit ihrer Verwendung nennt man Neuroplastizität. Diese Studie untersucht funktionelle und mikrostrukturelle Veränderungen des Gehirns während des Lernens unter der Gabe von Selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmern (SSRIs). Lernen verändert nachweislich den Aufbau von Nervenzellen in Gehirnregionen, die dem Gedächtnis zugeordnet sind. Hierbei steuert der Gehirnbotenstoff Serotonin sowohl während der Gehirnentwicklung als auch im Erwachsenenalter die Reifung und Formung von Nervenzellen und ihren Verbindungen. Es ist bekannt, dass PatientInnen mit Depressionen und Angsterkrankungen eine veränderte Reifung und Formung ihrer Nervenzellen in Gehirnregionen, die Gefühle steuern, aufweisen. Die Behandlung dieser Erkrankungen erfolgt sehr häufig mit SSRIs. Diese heben den Serotoningehalt in Synapsen, den Schnittstellen zwischen zwei Nervenzellen, worin der therapeutische Effekt dieser Medikamente liegt. Die beste Behandlung erfahren diese PatienInnen durch die Gabe von SSRIs in Kombination mit Psychotherapie. Es wird angenommen, dass der Effekt von Psychotherapie im Verlernen von fehlgesteuerten Verhaltensmustern und Gefühlen liegt. Diese Studie ahmt diesen therapeutischen Prozess mit spezifischen, täglichen Lernaufgaben und der Gabe von SSRIs nach und untersucht die dabei auftretenden Veränderungen der Form von Nervenzellen im Gehirn. Analysen ergaben, dass SSRIs die Insula-Aktivierung moduliert, was wiederum eine Übersetzung des Wiedererlernens als Mechanismus von SSRIs beim Menschen demonstriert. Eine detaillierte Untersuchung der neurochemischen Grundlagen zeigte ferner, dass SSRIs indirekt das glutamaterge und GABAerge System modulieren, was wiederum neuroplastische Prozesse fördert. Auch zeigte sich ein Zusammenhang eines höheren Baseline-GABA-Spiegel im Hippocampus mit einer besseren Abrufleistung in einem assoziativen Lernparadigma. Die Analyse funktioneller Netzwerke mittels 3 Tesla fMRT brachte die Erkenntnis, dass SSRIs die durch semantisches Lernen induzierten Konnektivitätsveränderungen beeinflusst. Genauer gesagt erleichtert die Einnahme von Escitalopram während des Umlernens inhaltsabhängige Netzwerkadaptionen. Eine verstärkte Neuroplastizität könnte daher der wichtigste zugrundeliegende Mechanismus bei psychiatrischen Therapien sein. Die Ergebnisse dieser Studie konnte das Wissen um die bestmögliche Therapie bei Depressionen erweitern. Durch die im Rahmen der Studie durchgeführten Untersuchungen ist es möglich, ein Modell der Depressionsbehandlung zu erstellen und dabei ablaufende Veränderungen im Gehirn sichtbar zu machen.