Neuronentyp im Stammhirn steuert Aufmerksamkeit

Die Fähigkeit, sich zu konzentrieren und Ablenkungen auszublenden, ist für Menschen und Tiere überlebenswichtig. Bisher dachten Wissenschaftler, dass diese sogenannte selektive räumliche Aufmerksamkeit ausschließlich im präfrontalen Kortex gesteuert wird – einem Teil des Großhirns, der nur bei Menschen und Primaten hoch entwickelt ist. Doch das erklärt nicht, warum auch Vögel und Fische sich konzentrieren können, obwohl sie diesen Hirnbereich kaum besitzen.

Ein Team um den Neurowissenschaftler Shreesh Mysore von der Johns Hopkins University hat nun eine Gruppe von Nervenzellen im Hirnstamm entdeckt, die bei Mäusen die Aufmerksamkeit steuern. Diese Zellen sind Teil eines hemmenden Schaltkreises, der Ablenkungen unterdrückt und den Fokus auf das Wesentliche lenkt. Der Hirnstamm ist ein evolutionär sehr alter Teil des Gehirns, der bei allen Wirbeltieren vorkommt – auch beim Menschen.

In einem Experiment mussten Mäuse eine für Menschen typische Aufmerksamkeitsaufgabe lösen: Sie sollten sich auf visuelle Informationen vor einem Bildschirm konzentrieren und dabei seitliche Ablenkungen ignorieren. Berührten sie die richtige Stelle, gab es eine Belohnung. Die Mäuse meisterten die Aufgabe problemlos – bis die Forscher die neu entdeckten Nervenzellen vorübergehend ausschalteten. „Als wir diese Zellen inaktivierten, wurden die Mäuse hyperablenkbar“, berichtet Erstautor Ninad Kothari.

Die Forscher überprüften, ob die Mäuse vielleicht Bewegungsprobleme hatten oder die Objekte nicht richtig sehen konnten. Doch das war nicht der Fall. „Die einzige Beeinträchtigung war ihre Fähigkeit, konkurrierende Informationen zu vergleichen und auf die wichtigste Stelle zu achten“, erklärt Mysore. „Dieser Teil des Gehirns ist wie ein Aufmerksamkeits-Auswahlmotor. Er hilft bei der Frage: Was ist die wichtigste Information, auf die ich mich jetzt konzentrieren sollte?“

Die Studie, die im Fachjournal Nature Communications erschienen ist, wurde von den National Institutes of Health (NIH) und der National Science Foundation (NSF) gefördert. Die Forscher vermuten, dass diese Nervenzellen auch beim Menschen existieren und eine entscheidende Rolle bei Aufmerksamkeitsstörungen wie ADHS oder Autismus spielen könnten. „Ein Kennzeichen von ADHS ist, dass selbst schwache Ablenkungen die Aufmerksamkeit wegführen – genau das sehen wir, wenn diese Zellen ausgeschaltet sind“, sagt Mysore. „Aber am nächsten Tag, wenn die Zellen wieder aktiv sind, kann dasselbe Tier Ablenkungen ignorieren, selbst sehr starke.“

Als Nächstes wollen die Wissenschaftler herausfinden, wie genau diese Zellen die räumliche Aufmerksamkeit steuern und ob sie beim Menschen dieselbe Funktion haben. Falls sich das bestätigt, könnten Medikamente entwickelt werden, die gezielt diesen Schaltkreis beeinflussen – ein vielversprechender Ansatz für bessere Behandlungen von ADHS und Autismus.