Die Rolle dopaminerger Neuronen im ventralen Tegmentum während der Aufwachphase aus Allgemeinanästhesie und ihr Einfluss auf die Wiedererlangung der kognitiven Fähigkeiten

• Antragsteller: Dr. David Obert
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Anästhesiologie ; Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2023 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 517593652

Trotz enormer Anstrengungen sind die genauen Wirkmechanismen, welche zum Anästhetika-induzierten Bewusstseinsverlust führen, nicht vollständig geklärt. Während die molekularen Zielstrukturen der einzelnen Substanzen insbesondere durch in vitro-Experimente identifiziert werden konnten, steht die Erforschung der neuronalen Schaltkreise noch am Anfang. Aufgrund des demographischen Wandels und des mit dem Patientenalter steigenden Risikos einer postoperativen kognitiven Funktionsstörung rückte in den letzten Jahren insbesondere die Aufwachphase mit der Wiederherstellung der kognitiven Fähigkeiten in den Fokus der Wissenschaft. Diese Aufwachphase stellt einen passiven Prozess dar, dessen Geschwindigkeit durch die nachlassende Wirkung des Anästhetikums bestimmt wird. Durch die pharmakologische Stimulation bestimmter Transmittersysteme kann die Geschwindigkeit dieses Prozesses zumindest im Tiermodell beeinflusst werden. So führte eine unspezifische Stimulation dopaminerger Rezeptoren zu einer Aufhebung der Anästhetikawirkung. Hierbei spielte insbesondere das ventrale Tegmentum (VTA) eine wichtige Rolle. Eine Stimulation der dopaminergen Neuronen im VTA mit Projektionen zum Nucleus accumbens (NAc) reduzierte die Zeit bis zum Wiedereinsetzen des Stellreflexes nach einer Anästhesie deutlich. Da das Vorhandensein des Stellreflexes jedoch nicht unmittelbar mit einer vollständigen Erholung der kognitiven Fähigkeiten einhergeht, stehen Analysen in Bezug auf die Kognition aus. Da das VTA auch efferente Fasern zum Hippocampus – eine Schlüsselstruktur der Gedächtnisbildung – und dem präfrontalen Kortex (PFC) hat, liegt die Vermutung nahe, dass diese Projektionen eine wichtige Funktion bei Wiederherstellung der kognitiven Fähigkeiten nach Anästhesie haben. Ziel dieses Projektes ist es deshalb, die Rolle des VTA während der Aufwachphase zu charakterisieren. Zur Narkose werden dazu GABAerge und nicht-GABAerge Anästhetika verwendet, um auch substanzspezifische Eigenschaften darzustellen. Durch Stimulation einzelner efferenter Leitungsbahnen soll untersucht werden, inwiefern die Projektionen zum NAc für die Aufwachreaktion und die Projektionen zum PFC und Hippocampus für die kognitive Erholung verantwortlich sind. Zur Beantwortung dieser Fragestellung werden opto- und chemogenetische Verfahren verwendet. Diese werden kombiniert mit der Implantation von Elektroden zur Messung lokaler Feldpotentiale. In Abhängigkeit von der Gruppenzuordnung werden zudem zentralvenöse Katheter angelegt, da - abgesehen von Iso- und Sevofluran - Anästhetika intravenös verabreicht werden. Die Ergebnisse dieses Projekts sollen dazu beitragen, die am Aufwachprozess nach Allgemeinanästhesie beteiligten neuronalen Schaltkreise und deren Funktion besser zu verstehen. Dies ist die Grundlage zur Entwicklung zielgerichteter Therapieansätze zur Behandlung postoperativer kognitiver Defizite, welche in Anbetracht der alternden Gesellschaft eine zunehmende sozioökonomische Belastung darstellen.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Ken Solt