Könnten "Spiegelneuronen" Gehirnmechanismen von Empathie erklären?
Wissenschaftler haben eine Gruppe von Zellen im Gehirn identifiziert, deren Aktivität dazu beitragen könnte, die Fähigkeit zu erklären, den Schmerz eines anderen zu teilen.
Aus bildgebenden Untersuchungen des menschlichen Gehirns ging bereits hervor, dass eine Region, die als anteriorer cingulierter Kortex (ACC) bezeichnet wird und während des Erlebens von Schmerzen aktiv ist, auch bei der Beobachtung von Schmerzen bei anderen aktiv werden kann.
Diese Studien haben auch gezeigt, dass diese Region bei der Beobachtung der Schmerzen eines anderen bei Menschen mit hohem Einfühlungsvermögen aktiver und bei Menschen mit Psychopathie weniger aktiv ist.
Diese früheren Untersuchungen haben jedoch weder die zugrunde liegenden Mechanismen noch die beteiligten Zellen geklärt.
Forscher des niederländischen Instituts für Neurowissenschaften (NIN) in Amsterdam haben nun durch die Untersuchung von Ratten herausgefunden, dass die Fähigkeit, den Schmerz anderer zu fühlen, mit „Spiegelneuronen“ im ACC zu tun hat.
Wissenschaftler haben schon früher Spiegelneuronen gefunden, aber sie befassten sich mit der Beobachtung von Bewegungen.
Gehirnstudien an Affen, die andere Affen beobachten, haben gezeigt, dass Zellen im motorischen System aktiv werden, als ob die beobachtenden Affen diejenigen wären, die die Aktionen ausführen. Diese Aktivität erfolgt zusätzlich zur Verarbeitung visueller Informationen.
In einem Aktuelle Biologie In diesem Artikel beschreiben die Autoren der neuen Studie, wie Spiegelneuronen im ACC einer Ratte nicht nur aktiv werden, wenn das Tier selbst Schmerzen hat, sondern auch, wenn es eine andere Ratte unter Schmerzen beobachtet.
Theorien der Empathie testen
"Das Erstaunlichste", sagt der leitende Studienautor Christian Keysers, Professor am NIN, "ist, dass dies alles bei Ratten in genau derselben Gehirnregion geschieht wie beim Menschen."
Prof. Keysers und sein Team sehen in ihren Erkenntnissen einen wichtigen Fortschritt, um zu verstehen, wie unter bestimmten psychiatrischen Bedingungen mangelnde Empathie entsteht.
In ihrer Studienarbeit fassen sie zwei Berichte aus früheren Untersuchungen zusammen, die darauf hinwiesen, dass „einige ACC-Neuronen auf die Beobachtung und Erfahrung von Schmerzen reagieren“. Eine war eine Beobachtung bei einem einzelnen menschlichen Patienten und eine andere war in einer Mausstudie.
Angesichts dieser Erkenntnisse und der Tatsache, dass Spiegelneuronen bereits im motorischen System des Gehirns vorhanden sind, beschlossen sie, zwei Theorien zu testen. Das erste war, dass es im ACC Spiegelneuronen gibt, „die unser eigenes Schmerzgefühl auslösen und reaktiviert werden, wenn wir den Schmerz anderer sehen“, und das zweite war, dass „dies der Grund ist, warum wir zusammenzucken und Schmerz fühlen, während wir das sehen Schmerz anderer. "
Da es weder möglich ist, die Aktivität einzelner Neuronen abzubilden noch Veränderungen des ACC im menschlichen Gehirn zu stimulieren, beschlossen die Forscher, diese Theorien an Ratten zu testen.
Einer der Gründe, warum sie Ratten als Modell gewählt haben, war, dass ein Teil ihres ACC eine ähnliche Zellstruktur und Konnektivität zum ACC-Bereich aufweist, was Auswirkungen auf die Schmerzempfindung beim Menschen hat.
Das Gehirn verändert sich, während andere beobachtet werden
Die Studie umfasste eine Reihe von Experimenten, in denen die Wissenschaftler Veränderungen im Gehirn und im Verhalten von Ratten maßen, sowohl wenn die Tiere einen „leichten Schock“ erhielten als auch wenn sie andere Ratten beobachteten, die denselben unangenehmen Reiz erhielten.
Die Ergebnisse zeigten, dass das Verhalten der Ratten und die Veränderungen des Gehirns als Reaktion auf das Sehen anderer Ratten mit Schmerzen dieselben waren wie diejenigen, die auftraten, als die Beobachterratten den Schmerz selbst erlebten. Beide Antworten betrafen dieselben ACC-Neuronen.
Die Forscher wiederholten dann das Empathieexperiment, diesmal unterdrückten sie jedoch die Aktivität der zuvor aktiven ACC-Neuronen. Wenn die behandelten Ratten Schmerzen bei anderen Ratten beobachteten, zeigten sie nicht mehr das gleiche empathische Verhalten.
Schmerz ist eine komplexe Erfahrung, die sensorische und emotionale Komponenten hat. In vielen Schmerzstudien werden Definitionen verwendet, die sich aus den Beschreibungen und Verhaltensmustern von Menschen bei Tieren ableiten.
Um jedoch sicher zu sein, dass im Gehirn Schmerzen und keine andere negative Erfahrung am Werk sind, ist es wichtig, Signale im neuronalen System zu berücksichtigen.
Entschlüsselung der Schmerzintensität „wie bei sich selbst“
Prof. Keysers und sein Team greifen diesen Punkt in ihrer Studienarbeit auf. Wissenschaftler haben argumentiert, sie schreiben, dass eine „stellvertretende Reaktion“, die spezifisch für Schmerz ist, im Gegensatz zu beispielsweise Angst, zwei Merkmale im Gehirn aufweisen muss.
Das erste Merkmal ist, dass die Gehirnreaktion „selektiv sein muss“. Das zweite Merkmal ist, dass der Schaltkreis die gleiche Art der Schmerzcodierung im Selbst haben muss wie in anderen.
Ihre Ergebnisse erfüllten beide Anforderungen. Sie zeigten, dass die meisten ACC-Spiegelneuronen der Beobachterratten nicht als Reaktion auf eine andere negative Emotion wie Angst aktiviert wurden. Darüber hinaus könnten die beobachtenden Ratten „die Schmerzintensität im Selbst aus einem Muster dekodieren, das den Schmerz in anderen dekodiert“.
Prof. Keysers kommt zu dem Schluss, dass die Studie Aufschluss darüber gibt, wie ein Mangel an Empathie bei Psychopathie und anderen Störungen auftreten kann. Er bemerkt: "Es zeigt uns auch, dass Empathie, die Fähigkeit, mit den Emotionen anderer zu fühlen, tief in unserer Entwicklung verwurzelt ist."
"Wir teilen die grundlegenden Mechanismen der Empathie mit Tieren wie Ratten."
Prof. Christian Keysers
