Systemische Neuropharmakologie von Nikotin in aversiven Lernprozessen des Menschen
Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das nikotinische Acetylcholin-Transmittersystem ist wichtig für die Regulierung von Lernen und Gedächtnis bei Tieren. Nikotin beeinflusst die synaptische Plastizität im Hippocampus, indem es auf β2-nikotinische Acetylcholinrezeptoren (nAChRs) wirkt. Dies wirkt sich auf Gedächtnisprozesse wie Kurzzeit- und Langzeitpotenzierung aus. Eine systemische Gabe von Nikotin verändert die neuronale Aktivität in Gehirnregionen, die für das emotionale Lernen wichtig sind, wie die Amygdala, der Hippocampus und der mediale präfrontale Cortex (mPFC). Im Tierversuch verstärkt Nikotin das Gedächtnis von aversiven Erfahrungen und beeinträchtigt die Unterscheidung zwischen bedrohlichen und sicheren Reizen. Parallel dazu konnten unsere früheren Forschungsarbeiten zeigen, dass Raucher im Vergleich zu Nichtrauchern Defizite im Gedächtnisabruf aufweisen, die eine Unterscheidung zwischen Bedrohung und Sicherheit ermöglichen. Es ist jedoch ist unklar, ob diesem Phänomen ein neuropharmakologischer Mechanismus von Nikotin zugrunde liegt. In diesem Projekt sollte diese translationale Lücke geschlossen werden, indem untersucht wurde, wie Nikotin neurale Systeme beeinflusst, die am Erwerb und an der Inhibition von aversivem Lernen bei Menschen beteiligt sind, und zwar durch ein placebo-kontrolliertes, randomisiertes Doppelblind-Design innerhalb eines pharmakologischen Modells der Furchtkonditionierung. Wir verfolgten zwei Hauptziele: 1) die Untersuchung der akuten Auswirkungen von Nikotin auf die neuronalen Systeme, die mit dem Furchterwerb und Sicherheitslernen zusammenhängen. 2) Die Bewertung der Auswirkungen einer chronischen Nikotinexposition auf das Sicherheitslernen. Trotz der Herausforderungen durch die COVID-19-Pandemie haben wir erfolgreich eine pharmakologische fMRI-Studie mit 88 Teilnehmern und eine große Online-Studie mit 202 Rauchern durchgeführt. Die veröffentlichten Ergebnisse beider Studien bilden die Grundlage für eine neue Forschungsrichtung, die von der geförderten Doktorandin im Rahmen eines weiterführenden Stipendiums für eine Postdoc-Finanzierung am Universitätsklinikum Hamburg weiterverfolgt wurde mit der Untersuchung des Einflusses von Nikotin auf Vermeidungsverhalten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Acquisition of threat responses are associated with elevated plasma concentration of endocannabinoids in male humans. Neuropsychopharmacology, 47(11), 1931-1938.
Weisser, Smilla; Mueller, Madeleine; Rauh, Jonas; Esser, Roland; Fuss, Johannes; Lutz, Beat & Haaker, Jan
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Smokers show increased fear responses towards safety signals during fear generalization, independent from acute smoking. Scientific Reports, 12(1).
Mueller, Madeleine; Weisser, Smilla; Rauh, Jonas & Haaker, Jan
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Nicotine reduces discrimination between threat and safety in the hippocampus, nucleus accumbens and amygdala. Translational Psychiatry, 14(1).
Mueller, Madeleine; Fadai, Tahmine; Rauh, Jonas & Haaker, Jan
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Observational threat learning influences costly avoidance behaviour in healthy humans. Scientific Reports, 14(1).
Mueller, Madeleine; Cohen, Oded; Shechner, Tomer & Haaker, Jan
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Downstream effects of observational threat learning: Generalization and reversal learning across development. Behaviour Research and Therapy, 184, 104670.
Cohen, Oded; Skversky-Blocq, Yael; Mueller, Madeleine; Haaker, Jan & Shechner, Tomer
