Ultraschallvokalisationen bei Laborratten: Verhalten, Pharmakologie und neuronale Korrelate
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ratten und Mäuse stellen die beiden Gattungen dar, die international am häufigsten in den Verhaltensneurowissenschaften untersucht werden, sei es im grundlagenwissenschaftlichen Bereich oder bei präklinischen Modellen psychiatrischer und neurologischer Erkrankungen (wie Angst, Depression, Autismus, Sucht, Morbus Parkinson). Diese weite wissenschaftliche Verbreitung macht es notwendig, dass man die Besonderheiten dieser Spezies sehr gut versteht, insbesondere im Verhalten und dessen neurobiologischen Grundlagen. So ist zwar seit den 50er Jahren des 20. Jahrhundert bekannt, dass Mäuse und Ratten im Ultraschallbereich, d.h. in Frequenzbereichen oberhalb der menschlichen Wahrnehmung, Rufe aussenden können, doch blieb vieles bezüglich der Funktionen und Mechanismen dieser Ultraschallrufe lange unklar. Technische Entwicklungen haben es inzwischen aber nicht nur wenigen Spezialisten möglich gemacht, solche Rufe a) exakt zu messen und zu quantifizieren und b) solche Signale auch mittels Playbacktechnik darbieten zu können. Ultraschallmessungen bei Nagern sind daher inzwischen international sehr verbreitet und die derzeit vorherrschenden Theorien besagen (vereinfacht), dass bestimmte Rufklassen a) als Indikatoren des affektiven und motivationalen Zustands dienen können, und/oder b) verschiedene kommunikative Funktionen haben, z.B. als positives soziales Signal unter Artgenossen. Eine der wichtigen und auch erfolgreich durchgeführten Aufgaben des Projektes war es denn auch, ein Testparadigma zu entwickeln, mit dem mittels Playbacktechnik die Effektivität bestimmter Rattenrufe als Warnsignal (sogenannte 22-kHz-Rufe) oder als Annäherungssignal (sogenannte 50-kHz-Rufe) unter experimentell kontrollierten Bedingungen untersucht werden kann, und diese Technik dann sowohl für Verhaltensuntersuchungen als auch psychopharmakologische und neurobiologische Untersuchungszwecke einzusetzen, die diverse Hinweise für die Rolle verschiedener limbischer Hirnstrukturen (wie Nucleus accumbens und Amygdala) und Neurotransmitter (Dopamin, endogene Opiate, Acetylcholin) erbrachten. Weiterhin konnte in einer Reihe von Untersuchungen gezeigt werden, dass Ultraschallrufe sehr stark von genetischen Faktoren, bestimmten Vorerfahrungen und situativen Merkmalen abhängen und dass individuelle Unterschiede z.B. in Krankheitsmodellen nicht nur als Outcome-Maße dienen können, sondern auch als Prädiktoren (Vulnerabilität, Resistenz). Auf Basis dieser und nachfolgender Arbeiten ist es der Arbeitsgruppe gelungen, sich prominent in der internationalen verhaltensneurowissenschaftlichen Fachszene zu etablieren; unter anderem veranstaltet die Arbeitsgruppe seit 2012 in 2-jährigem Abstand international besuchte Kurse für Doktoranden und Postdoktoranden (Social Neuroscience in Rodents: Behavior and Communication from Pups to Adults), die Ultraschallrufe bei Ratten und Mäusen als Schwerpunkt haben.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2007) Situational factors, conditions and individual variables which can determine ultrasonic vocalizations in male adult Wistar rats. Behavioural Brain Research, Vol. 182. 2007, Issue 2 (Special Issue: Mammalian Vocalization: Neural, Behavioural, and Environmental Determinants), pp. 208–222.
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(Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1016/j.bbr.2007.01.029) - (2007) Ultrasonic communication in rats: Can playback of 50-kHz calls induce approach behavior? PLoS ONE, Vol. 2 (12)2007, e1365.
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Wöhr M., Houx B., Schwarting R.K.W., Spruijt B.
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Wöhr M., Dahlhoff M., Wolf E., Holsboer F., Schwarting R.K.W., Wotjak C.T.
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Wöhr M., Schwarting R.K.W.
(Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1037/0735-7044.122.2.310) - (2008) Playback of 22-kHz and 50-kHz ultrasonic vocalizations induces differential c-fos expression in rat brain.
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Sadananda M., Wöhr M. & Schwarting R.K.W.
(Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1016/j.neulet.2008.02.002) - (2008) Ultrasonic calling during fear conditioning in the rat: No evi-dence for an audience effect. Animal Behaviour, Vol. 76. 2008, Issue 3, pp. 749–760.
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(Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1016/j.anbehav.2008.04.017) - (2009) New insights into the relationship of neurogenesis and affect: Tickling induces hippocampal cell proliferation in rats emitting appetitive 50-kHz ultrasonic vocalizations. Neuroscience, 163: 1024-1030
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Sadananda M, Natusch C, Karrenbauer B & Schwarting RKW
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Yee N, Schwarting RKW, Fuchs E & Wöhr M
(Siehe online unter https://doi.org/10.3109/10253890.2011.646348) - (2012) Testing social acoustic memory in rats: Effects of stimulus configuration and long-term memory on the induction of social approach behavior by appetitive 50-kHz ultrasonic vocalizations. Neurobiology of Learning and Memory 98: 154-164
Wöhr M & Schwarting RKW
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.nlm.2012.05.004) - (2012). Ultrasonic communication in rats: Insights from playback studies. In: Proceedings of Measuring Behavior 2012: 8th International Conf. on Methods and Techniques in Behavioral Research, Utrecht, August 28-31, 2012, pp. 143-148.
Seffer D., Schwarting R.K.W., Wöhr M.
