Neuronale Repräsentation und Bewertung Amygdala-spezifischer Gedächtnisinhalte durch dopaminerge Neurone des dorsalen und ventralen tegmentalen Areals (DTA, VTA)

Die Amygdala ist eine Schlüsselstruktur für die Assoziation von
Pavlovschen konditionierten (CS) und nicht konditionierten (US)
Reizen. Insbesondere der basolaterale Komplex der Amygdala (BLA)
integriert CS-Informationen aus dem auditorischen Kortex und
aversive US-Informationen aus thalamischen und sensorischen
kortikalen Eingängen. Die Signale werden dann über ein
inhibitorisches Netzwerk von hauptsächlich zentralen lateralen
Amygdala (CEl)-SST+ - und PKC delta+ -Neuronen an das basale
Vorderhirn und die Hirnstammkerne weitergeleitet, was zur Kontrolle
von Angstverhalten beiträgt (Tovote, 2016). DAerge Neurone im
dorsalen tegmentalen Areal (DTA-Neurone) modulieren das Netzwerk
von basolateralen (BLA) und zentralen (CE) Amygdalaneuronen. Die
CE-projizierenden DTA-Neurone senden ein DAerges Reinforcement-
Signal an die CE. Hierbei ist entscheidend, dass dieses Signal die
Effizienz der neuronalen Verschaltung von BLA/CEl verändert und
damit eine Verschiebung der Gewichtung von PKC+ zu SST+
-Synapsen stattfindet (Groessl, 2018; Li, 2013). Die Amygdala wurde
hauptsächlich im Zusammenhang mit aversivem Angstlernen
untersucht, scheint aber auch bei Belohnungsverhalten eine wichtige
Rolle zu spielen. Die zugrundeliegenden Modifikationen des BLA-CE
Netzwerkes bei diskriminatorischem Lernen sind aber noch nicht
geklärt. Das Belohnungssystem für das ventrale tegmentale Areal (VTA) und den mesolimbischen Bereich wird ebenfalls in das
BLA/CE-Netzwerk eingebunden. Daher vermuten wir, dass im
BLACE- Netzwerk sowohl negatives als auch positives assoziatives
Lernen über DTA- bzw. VTA-gekoppelte Verstärkungssignale
verarbeitet wird. Entsprechend nimmt die Aktivität der VTA-Neurone
und parallel der Dopamin (DA)-Gehalt der Amygdala während des
Belohnungslernens zu (Correia, 2016), während die Aktivität der
DTANeurone und der DA-Spiegel in der Amygdala bei aversiven
Erfahrungen stark erhöht ist (Groessl, 2018). Somit könnten diese
beiden Schaltkreise zwei spezifische Systeme im Mittelhirn darstellen,
die während positiv und negativ bewerteter Lernparadigmen rekrutiert
werden. Darüber hinaus sind D1 und D2 DA-Rezeptoren in den
genetisch definierten neuronalen CE-Subtypen asymmetrisch verteilt.
Wir vermuten daher, daß SST+- und PKC+ -Zellen von der DTA und
VTA differentiell innerviert werden. Negativ bewertete Angstsignale
und positiv bewertete Belohnungssignale könnten entsprechend
Gedächtnisspuren erzeugen, die die genetisch definierte BLA/CEl-
Netzwerkarchitektur spezifisch modulieren. Wir schlagen vor, dass DA
aus der DTA dazu führt, dass BLA zu CEl SST+-Synapsen während
des Angstlernens verstärkt werden, während DA aus der VTA zur
Folge hat, daß BLA zu CEl PKC+-Synapsen verstärkt werden. Falls
sowohl Angst- als auch Belohnungserfahrungen das Netzwerk
gleichsinnig beeinflussen, würde die Kontrolle der synaptischen
Übertragung durch DA eher den anatomischen rostro-caudalen
Gradienten (Kim, 2017) als den genetisch definierten neuronalen
Typen entsprechen.