Wie steuert unser Gehirn die Reaktion auf Stress?

Ruheaktivität des Hippocampus prognostiziert Stressreaktion

25. Januar 2013

Wie Menschen auf Stress reagieren, kann ihre psychische Gesundheit maßgeblich beeinflussen: Besonders überschießende Reaktionen der Stresshormonachse auf wiederholte Anforderungen können zum Problem werden. Welche Rolle dabei die zentralnervöse Kontrolle des Gehirns auf die individuelle Stressreaktion ausübt, wurde nun von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Psychiatrie mit einer neuen Methode untersucht. Zahlreiche ineinandergreifende neuronale Netzwerke im Gehirn kontrollieren die individuelle Anpassung auf belastende Situationen. Diese Netzwerke lassen sich auch in Ruhe, also ohne nennenswerte äußere Belastung, messen. In einer Studie an 20 jungen, gesunden Männern gingen die Forscher der Frage nach, ob sich aus den Ruhemustern dieser Netzwerke vorhersagen lässt, wie die individuelle Regulationsfähigkeit des Stresshormonsystems aussieht.

Funktionale Aktivität im Gehirn als Marker für die im Stress-Stimulationstest provozierte Cortisolausschüttung. Hintergrundbild: gemittelte anatomische Aufnahme aller 20 Probanden. Weiße Einfärbung markiert das vom linken Hippocampusknotenpunkt rekrutierte Netzwerk - in rot hervorgehoben die Region im rechten Hippocampus, die signifikant mit den Cortisol-Werten korreliert. — **Funktionale Aktivität im Gehirn als Marker für die im Stress-Stimulationstest provozierte Cortisolausschüttung.** Hintergrundbild: gemittelte anatomische Aufnahme aller 20 Probanden. Weiße Einfärbung markiert das vom linken Hippocampusknotenpunkt rekrutierte Netzwerk - in rot hervorgehoben die Region im rechten Hippocampus, die signifikant mit den Cortisol-Werten korreliert.

© MPI für Psychiatrie

**Funktionale Aktivität im Gehirn als Marker für die im Stress-Stimulationstest provozierte Cortisolausschüttung.** Hintergrundbild: gemittelte anatomische Aufnahme aller 20 Probanden. Weiße Einfärbung markiert das vom linken Hippocampusknotenpunkt rekrutierte Netzwerk - in rot hervorgehoben die Region im rechten Hippocampus, die signifikant mit den Cortisol-Werten korreliert.

© MPI für Psychiatrie

Menschen, die unter stressbedingten Erkrankungen - wie einer Depression oder Angsterkrankung - leiden, zeigen häufig Veränderungen in einer spezifischen Region im Gehirn, dem für das Lernen und Erinnern wichtigen Hippocampus. Aufgrund der zentralen Rolle, die dieser bei der Regulation der hormonellen Stressreaktion des Organismus spielt, sind anatomische und funktionelle Veränderungen im Krankheitsfall nicht verwunderlich. Unbekannt war bisher, wie die übergeordnete neuronale Regulierung auf diese Region, und in Folge auf die stressbedingte Cortisol-Ausschüttung, Einfluss nimmt.

In ihrer Untersuchung ermittelten die Forscher daher zunächst bei den Probanden deren individuelle Regulationsfähigkeit des Stresshormonsystems über einen hormonellen Stress-Stimulationstest. Erwartungsgemäß zeigten die gesunden Studienteilnehmer im Durchschnitt normale Werte des Stresshormons – es konnte aber eine erhebliche Streuung bei den gemessenen Cortisolwerten registriert werden, die auf individuelle Unterschiede bei der Kontrolle der Stressreaktion hindeuten.

Mit Hilfe der funktionellen Bildgebung wurden nun bei den Probanden insgesamt 15 Funktionsnetzwerke des Gehirns mit anatomisch definierten Knotenpunkten untersucht. Diese neuronalen Aktivitätsmuster wurden mit der hormonellen Stressreaktivität der jeweiligen Probanden korreliert. Die Kopplung der Ergebnisse zeigte, dass einzelne Ruhenetzwerke, besonders das Netzwerk des Hippocampus, aussagekräftig für die später gemessene Stressreaktion sind. Waren die spontanen Signalschwankungen des linken Hippocampus mit einem bestimmten Areal des rechten Hippocampus besser ‚im Takt’, so zeigten die Probanden eine deutlich geringere Stresshormonausschüttung. Andere limbische Regionen, wie der Mandelkern, zeigten einen umgekehrten Zusammenhang zwischen Ruheaktivität und Stresshormontest.

Die hier an Gesunden gewonnenen Ergebnisse zeigen erstmalig auf, dass eine stärkere funktionelle Verbindung zwischen speziellen Regionen des limbischen Systems im Gehirn möglicherweise die hormonelle Stressreaktion unter Belastung bremsen kann. Die Autoren hoffen, dass durch eine Weiterentwicklung des hier genutzten Verfahrens das Regulationssystem der Stresshormon-Homöostase genauer charakterisiert werden kann, um hieraus Biomarker für stressbedingte Erkrankungen zu entwickeln.