Licht-induzierte Aktivität in der Ratte als Modell für basale und gestörte sensu-motorische Verarbeitung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Projekt sollte eine Verhaltens‐, neurochemische‐, pharmakologische und genetische Charakterisierung licht‐induzierter Aktivität (LIA) vorgenommen werden. Es wurde ein Zusammenhang zwischen Intensität der Licht‐Stimuli und dem Ausmaß des induzierten Explorationsverhaltens gefunden. In einem weiteren Experiment wurde gezeigt, dass die LIA nicht primär flucht‐motiviert ist, da die Tiere während der Lichtstimulation eine angebotene Rückzugsmöglichkeit nicht nutzen. Zudem konnte in einem weiteren Experiment gezeigt werden, dass das Ausmaß der Verhaltensantwort auf die Lichtstimulation keinen Habituationsprozessen unterliegt. Lediglich durch eine Episode Schwimm‐Stress am Tag vor der LIA‐Testung konnte die Erhöhung des Explorationsverhaltens gehemmt werden. Im zweiten Teil des Projektes wurde zunächst ein Mikrodialyse‐Experiment an der frei‐beweglichen Ratte durchgeführt, bei dem extrazelluläres Dopamin (DA) und Serotonin (5‐HT) im medialen präfrontalen Kortex (mPFC), im perirhinalen und im entorhinalen Kortex gemessen wurde. Es konnte hier ein selektiver Anstieg des 5‐HT Spiegels im mPFC nachgewiesen werden. Im Folgeexperiment wurde DA und 5‐HT im mPFC, im temporalen und im occipitalen Kortex im narkotsierten Tieren gemessen, und es wurde ein 5‐HT Anstieg im mPFC und im occipitalen Kortex gefunden. Dieser Befund legte nahe, dass es unwahrscheinlich ist, dass die neurochemische Reaktion eine Folge der erhöhten Explorationstätigkeit der Tiere ist. Grundsätzlich wurde durch diese Befunde der Zusammenhang zwischen 5‐HT und der LIA gestärkt. Dieser Zusammenhang wurde im nächsten Teil des Projektes weiter geprüft. Dazu wurden zunächst Ratten vor der Lichtstimulation im Offenfeld mit unspezifischen und spezifischen 5‐HT2 Rezeptor Antagonisten behandelt. Nach der Behandlung mit dem unspezifischen Antagonisten kam es zu einer Reduktion der LIA. Diesen Effekt hatte weder die Behandlung mit selektiven 5‐HT2 Antagonisten noch die Behandlung mit einem DA D2‐Rezeptor Antagonisten. In einer weiteren Versuchsreihe wurden durch lokale Injektionen von 5,7‐Dihydroxytryptamin in den mPFC, entorhinalen oder perirhinalen Kortex selektive serotonerge Läsionen verursacht, und die so behandelten Tiere der LIA‐Testung unterzogen. Allerdings konnte hier kein Effekt der Läsionen auf die LIA gefunden werden. Mittels genetischer Techniken konnte eine Dissoziation der Rolle von D2‐ und D3‐Rezeptoren im Nuscleus accumbens bei der LIA gezeigt werden. Während D2‐Rezeptoren die LIA inhibieren, haben D3‐Rezeptoren eine faszilitierende Rolle. Im dritten Teil des Versuchsvorhabens wurden unterschiedliche pharmakologische Modelle gestörter sensu‐motorischer Verarbeitung im LIA Paradigma getestet. Es wurde in einem ersten Experiment eine PCP‐Dosis abhängige Reduktion der LIA gefunden. Im Anschluss sollte die Interaktion von PCP und Haloperidol im LIA‐Paradigma geprüft werden. Die beeinträchtigende Wirkung von PCP auf die LIA konnte allerdings nicht repliziert werden. Weitere pharmakologische Manipulationen wie eine akute Behandlung mit Ketamin oder die chronische Behandlung mit PCP oder d‐Amphetamin zeigten ebenso keine Effekte auf die LIA. Nur die akute Behandlung mit Kokain Interagierte mit der Lichtstimulation, und führte zu einer verstärkten Ausprägung des Explorationsverhaltens. Zusammenfassend konnten im Projekt einige Verhaltensparameter der LIA definiert werden. Zudem konnte der Zusammenhang zwischen LIA und dem serotonergen System gestützt und spezifiziert werden. Das Paradigma zeigte sich als reliable Methode zur Untersuchung basaler sensu‐motorischer Aktivierung, es konnte allerdings keine solide Verbindung zu etablierten pharmakologischen Modellen gestörter sensu‐motorischer Verarbeitung gezogen werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2007) Visual stimulation activates behavior: the role of serotonin and dopamine in the occipital, temporal and medial prefrontal cortex. Behavioral Pharmacology, 18 (Suppl. 1), S61
Müller, C.P. Pum, M.E.; Huston, J.P.
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Visual sensory‐motor gating by serotonin activation in the medial prefrontal cortex, but not in the rhinal cortices (2007), IBNS meeting, Rio de Janeiro, Brazil, 59
Müller, C.P.; Pum, M.E.; Huston, J.P.
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(2008) The role of cortical serotonin in visual stimulation induced behavior. Beitraege zur 50. Tagung experimentell arbeitender Psychologen, pabst Science Publishers, Lengerich, p72
Müller, C.P., Pum. M.E., De Souza Silva, M.A., Huston, J.P.
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(2008) Visual sensory‐motor gating by serotonin activation in the medial prefrontal and occipital, but not in the rhinal, cortices in rats. Neuroscience 153, 361‐372
Pum ME, Huston JP, de Souza Silva MA, Müller CP
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(2009) Light‐induced activity in the activity box is not aversively motivated and does not show between‐trial habituation. Physiology & Behavior 96, 434‐439
Pum ME, Huston JP, Müller CP, de Souza Silva MA
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(2011) The effects of cocaine on light‐induced activity. Brain Research Bulletin 84, 229‐234
Pum ME, Rubio AR, Carey RJ, de Souza Silva MA, Müller CP
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(2011) The in vivo neurochemistry of the brain during general anesthesia. Journal Neurochemistry 119, 419‐446.
Müller CP, Pum ME, Amato D, Schüttler J., Huston JP, de Souza Silva MA
