Appetitive 50-kHz Ultraschallvokalisation bei Ratten und ihre biopsychologische Analyse bei Sender und Empfänger

• Antragsteller: Professor Dr. Rainer K.W. Schwarting
• Fachliche Zuordnung: Biologische Psychologie und Kognitive Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 326649283

• Erstellungsjahr: 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Ultraschallvokalisationen von Ratten stellen ein hoch interessantes Phänomen dar, das in den letzten Jahren sehr viel international beforscht wird, sowohl bzgl. grundlagenwissenschaftlicher Fragen als auch ihrer Anwendung in Krankheitsmodellen. Dabei wird meist der Sender solcher Rufe untersucht, doch macht es gerade Playbacktechnik möglich, Effekte beim Empfänger zu untersuchen, insbesondere, um die potentielle kommunikative Funktion der Signale zu erforschen. Gerade zu diesem Aspekt tragen die Projektergebnisse, die in international sehr angesehenen Fachzeitschriften (zumeist open-access) publiziert wurden, bei. Ratten zeigen auf Playback von sogenannten 50-kHz-Rufen, die als appetitiv und von dopaminerger Funktion im Gehirn abhängig betrachten werden, eine sehr starke Annäherungsantwort in Richtung auf die Schallquelle, die als pro-sozial bezeichnet werden kann. Wiederholt man dieses Playback einige Tage später, ist dieser Effekt deutlich abgeschwächt bzw. verschwunden, was als erfahrungsabhängige Habituation interpretiert werden kann. Die erhobenen Ergebnisse zeigen, dass der Habituationseffekt abhängig vom Rattenstamm ist, was bei der zukünftigen Wahl des Stammes in einem gegebenen Experiment abhängig von der jeweiligen Fragestellung beachtet werden sollte. Außerdem konnte durch pharmakologische Behandlung die Beteiligung des dopaminergen Systems bei der durch Playback induzierten Annäherung bestätigt werden. Nicht bestätigt wurde dagegen die Hypothese, dass die Habituation die Folge einer durch das Playback signalisierten, aber ausbleibenden sozialen Konsequenz, ist, also dem Fehlen eines tatsächlichen Kontaktes mit Artgenossen. Ferner konnte detailliert gezeigt werden, dass Ratten nicht nur mit physischer Annäherung auf Playback reagieren können, sondern auch selbst rufen, d.h. dass es offensichtlich zu einer bilateralen Kommunikation kommt. Viele dieser „Antwort“-Rufe entsprechen nicht den üblichen Rufkategorien und sind anders als 50-kHz-Rufe nicht von dopaminerger Funktion im Gehirn abhängig. Anwendungsaspekte bringt diese Forschung insofern als dass USV bei der neurobehavioralen Forschung mit Tiermodellen humaner Erkrankungen und Störungen eine wichtige Rolle spielen, sowohl bzgl. Kommunikation als auch Emotion. Diese Forschung beruht meist auf dem Sender, wird aber in den letzten Jahren auch durch Analyse des Empfängers ergänzt. Unerwartet war die starke neuronale Aktivierung im anterioren cingulärer Cortex, die mit dem Verhalten im wiederholten Playbacktest ausgeprägt positiv korreliert war. Daraus ergeben sich interessante weiterführende Fragestellungen für eventuelle Folgeprojekte.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Diazepam attenuates the effects of cocaine on locomotion, 50‐kHz ultrasonic vocalizations and phasic dopamine in the nucleus accumbens of rats. British Journal of Pharmacology, 179(8), 1565-1577.
  Sanchez, William N.; Pochapski, Jose A.; Jessen, Leticia F.; Ellenberger, Marek; Schwarting, Rainer K.; Robinson, Donita L.; Andreatini, Roberto & Da, Cunha Claudio
  
• Limited generalizability, pharmacological modulation, and state-dependency of habituation towards pro-social 50-kHz calls in rats. iScience, 24(5), 102426.
  Berz, Annuska; Pasquini, de Souza Camila; Wöhr, Markus & Schwarting, Rainer K.W.
  
• Contingent Social Interaction Does Not Prevent Habituation towards Playback of Pro-Social 50-kHz Calls: Behavioral Responses and Brain Activation Patterns. Brain Sciences, 12(11), 1474.
  Berz, Annuska; Pasquini, de Souza Camila; Wöhr, Markus; Steinmüller, Sebastian; Bruntsch, Maria; Schäfer, Martin K.-H. & Schwarting, Rainer K. W.
  
• Response Calls Evoked by Playback of Natural 50-kHz Ultrasonic Vocalizations in Rats. Frontiers in Behavioral Neuroscience, 15.
  Berz, Annuska C.; Wöhr, Markus & Schwarting, Rainer K. W.
  
• Trigeminal neuropathic pain reduces 50-kHz ultrasonic vocalizations in rats, which are restored by analgesic drugs. European Journal of Pharmacology, 922, 174905.
  Araya, Erika Ivanna; Baggio, Darciane Favero; Koren, Laura de Oliveira; Schwarting, Rainer K.W. & Chichorro, Juliana Geremias