Wie schädigt Stress das Gedächtnis und verursacht Angststörungen?

Der hektische Alltag unserer modernen Gesellschaft hat „Stress“ zu einem allgegenwärtigen Begriff gemacht. Jeder Mensch ist schon einmal in Stress geraten und kann es auch immer wieder. Entgegen der landläufigen Meinung verursacht Stress nicht nur psychische Schäden, sondern hat auch äußerst negative Auswirkungen auf unsere körperliche Gesundheit.

Chronischer Stress kann zur Bildung großer Neuronenbündel im Gehirn führen, was die Gedächtnisbildung stört und Angst vor eigentlich harmlosen Situationen auslöst. Dies könnte erklären, warum sich Menschen mit chronischem Stress in sicheren Umgebungen oft bedroht fühlen.

Tatsächlich ist Forschern seit langem bekannt, dass Stress oder Traumata zu einem psychischen Angstzustand vor harmlosen Situationen führen können. Wenn man sich beispielsweise den Finger an einer heißen Pfanne verbrennt, kann ein Stresszustand entstehen, der dazu führt, dass man nicht nur Angst vor der Pfanne, sondern auch vor dem Herd oder dem Kochen verspürt. Diese Art generalisierter Angst tritt häufig bei Menschen mit posttraumatischer Belastungsstörung (PTBS) und generalisierter Angststörung auf.

Eine kürzlich in der Fachzeitschrift Cell veröffentlichte Studie beschreibt, wie Stress die Gedächtnisbildung und insbesondere die Erinnerung an beängstigende Ereignisse beeinträchtigt. Die Ergebnisse könnten die Entwicklung von Behandlungen für Menschen mit PTBS und Angststörungen vorantreiben.

Im Wesentlichen sind Erinnerungen in Neuronengruppen, sogenannten Engrammen, zusammengefasst. Engramme werden aktiviert, wenn Erinnerungen gebildet werden. Sheena Josselyn, Neurowissenschaftlerin am Hospital for Sick Children in Toronto, Kanada, und ihre Kollegen führten eine Studie durch, um herauszufinden, ob Stress die Engrammbildung stört. Dabei konzentrierten sie sich auf eine Gehirnregion namens Amygdala. Diese Region ist an Stress- und emotionalen Reaktionen des Gehirns beteiligt.

Die Studie umfasste ein komplexes dreistufiges Experiment an Mäusen. Zunächst versetzten Sheena Josselyn und ihre Kollegen mehrere erwachsene Mäuse in einen Stresszustand, indem sie ihnen das Stresshormon Corticosteron injizierten oder sie 30 Minuten lang in einem kleinen Röhrchen einsperrten, was den Corticosteronspiegel im Körper erhöhte.

Anschließend setzten sie die Mäuse – manche gestresst, manche entspannt – in einen Raum und spielten ihnen 30 Sekunden lang einen mittelhohen Pfiff vor – das neutrale Ereignis. Nach einer Pause kehrten die Mäuse in den Raum zurück und hörten dort 30 Sekunden lang einen hohen Pfiff. Zum Abschluss erhielten sie einen zweisekündigen Elektroschock an den Füßen, der ihnen ein Angstgefühl vermitteln sollte.

Um zu testen, wie Mäuse Erinnerungen an diese Erlebnisse speichern, setzten die Forscher sie in eine neue Umgebung und spielten ihnen die beiden oben genannten Geräusche vor – und beobachteten dabei ihre Reaktionen.

Unbelastete Mäuse versteiften sich nur, als sie den hohen Pfiff hörten, während gestresste Mäuse sich versteiften, als sie beide Töne hörten. Dies lässt darauf schließen, dass sie nicht in der Lage waren, zwischen neutralen und furchterregenden Ereignissen zu unterscheiden.

Die Forscher nutzten verschiedene Techniken, um die neuronale Aktivität der Nagetiere zu modellieren. Sie fanden heraus, dass entspannte Mäuse während der Gedächtnisbildung sowohl auf den Summer als auch auf den Fußschock kleine Engramme bildeten, die erst durch den Summer reaktiviert wurden. Gestresste Mäuse hingegen bildeten größere Engramme, die durch die Einwirkung beider Geräusche reaktiviert wurden.

Weitere Experimente dokumentierten eine Kette von Ereignissen im Gehirn, die bei gestressten Mäusen zu größeren Engrammen führte. Unter normalen Bedingungen unterdrücken bestimmte Neuronen in der Amygdala die neuronale Aktivität, indem sie den chemischen Botenstoff Gamma-Aminobuttersäure (GABA) freisetzen. Dadurch wird sichergestellt, dass als Reaktion auf eine negative Erinnerung ein kleines Engramm gebildet wird. Unter Stress pumpen erregende Neuronen jedoch Neurotransmitter, sogenannte Endocannabinoide, ins Gehirn. Diese binden an Glukokortikoidrezeptoren dieser hemmenden Neuronen und verhindern so die Freisetzung von GABA, was zu größeren Engrammen führt. Mit anderen Worten: Mehr Neuronen können diesem exklusiven Club beitreten, sagt Josselyn.

Dem Team gelang es, die Auswirkungen von Stress auf die Gedächtnisbildung mithilfe zweier Medikamente umzukehren. Mifepriston, eines davon ist für den frühen Schwangerschaftsabbruch zugelassen, blockierte Glukokortikoidrezeptoren oder die Endocannabinoid-Produktion, und gestresste Mäuse erinnerten sich an Erinnerungen auf die gleiche Weise wie nicht gestresste Mäuse. Die Forscher warnten jedoch davor, dass diese Medikamente Nebenwirkungen außerhalb des Gehirns haben und nur wirken würden, wenn sie zum Zeitpunkt der Gedächtnisbildung verabreicht würden. Daher ist ihre Anwendung beim Menschen zumindest vorerst unwahrscheinlich.

Das Team versucht nun herauszufinden, ob Engramme nach der Bildung von Erinnerungen verändert werden können oder ob es andere Möglichkeiten gibt, die Auswirkungen von Stress auf das Gedächtnis zu minimieren.