Hemmende Hirnzellen helfen bei der emotionalen Balance

Bonn, 28. November 2025. Nervenzellen, die die elektrische Hirnaktivität gezielt bremsen und modulieren, haben auf emotionale Erinnerungen mehr Einfluss als bislang angenommen. Zu diesem Schluss kommen Forschende des DZNE anhand von Studien an Mäusen. Ein Team um die Bonner Neurowissenschaftlerin Sabine Krabbe berichtet darüber im Fachjournal Nature Communications gemeinsam mit Fachleuten aus der Schweiz und Israel. Die Studienergebnisse werfen ein neues Licht darauf, wie das Gehirn Gedächtnisinhalte generiert und könnten helfen, den neuronalen Mechanismen von Angst- und posttraumatischen Belastungsstörungen auf den Grund zu gehen.

Erinnerungen und Gefühle gehen aus der Aktivität des Gehirns hervor. Dahinter steckt ein komplexes Zusammenspiel unzähliger Nervenzellen, die über elektrische Impulse miteinander kommunizieren. Deren Chor ist fein orchestriert: Ähnlich wie grüne und rote Ampeln den Verkehrsfluss regeln, so beruht auch der Pegel der Hirnaktivität darauf, dass manche Nervenzellen die Hirnaktivität befeuern und andere sie gezielt bremsen. „Diese Balance zwischen Anregung und Hemmung muss im Gehirn immer wieder neu justiert werden. Das geschieht zum Beispiel, wenn wir lernen, mit stressigen Situationen umzugehen. Erkennen wir, dass eine Bedrohung vorüber ist, können wir unsere frühere Alarmreaktion auch wieder zurückfahren“, erläutert Dr. Sabine Krabbe, Forschungsgruppenleiterin am DZNE in Bonn. „Vor diesem Hintergrund haben wir uns Vorgänge in der sogenannten Amygdala angeschaut. Diese Hirnregion ist wesentlich für die Regulierung von Emotionen und daraus folgendem Verhalten.“

Beobachtung einzelner Zellen

Das Team um Krabbe untersuchte diese Hirnprozesse beispielhaft an Mäusen. Die Forschenden nutzen dafür Miniatur-Mikroskope, die weniger als zwei Gramm auf die Waage bringen. „Eine Maus kann ein solches Gerät mühelos auf dem Kopf tragen und sich frei damit bewegen. So können wir beobachten, was das Tier in einem bestimmten Moment tut – und was gleichzeitig in der Amygdala geschieht“, erläutert die Neurowissenschaftlerin. „Dabei erfassen wir die Aktivität einzelner Nervenzellen. Zudem haben wir Techniken, um verschiedene Zelltypen zu unterscheiden. Verhalten und Zellaktivität können wir dann miteinander in Beziehung setzen. Experimentell und technisch ist das Ganze sehr aufwändig.“ In der speziellen Versuchssituation beobachteten die Forschenden, wie Mäuse emotional bedeutsame Erfahrungen verarbeiteten. Zunächst verknüpften die Tiere ein Tonsignal mit einem unangenehmen Ereignis und reagierten darauf mit einem Erstarrungsreflex. Später lernten sie jedoch, dass das Signal keine Gefahr mehr ankündigte, und passten ihr Verhalten entsprechend an. Dieser Lernprozess spiegelte sich auch in veränderten Aktivitätsmustern einzelner Nervenzellen in der Amygdala wider.

Überraschend facettenreich

Einen besonderen Fokus richteten die Forschenden auf „inhibitorische Nervenzellen“: Diese hemmen die Aktivität anderer Zellen durch Ausschüttung eines speziellen Botenstoffes. „Die Forschung zu Emotionen und Gedächtnis hat sich bislang stark auf exzitatorische Nervenzellen konzentriert. Sie befeuern die Hirnaktivität und sind auch deutlich in der Überzahl“, so Krabbe. „Inhibitorische Nervenzellen sind bisher eher ein Stiefkind der Forschung. Traditionell sieht man sie als passive Mitspieler im neuronalen Geschehen. Unsere Studie zeigt, dass sie facettenreicher sind als bisher bekannt und dass sie auf unterschiedliche Weise und situationsbedingt zur Gedächtnisbildung aktiv beitragen. Ihre hemmende Wirkung folgt keineswegs einem starren Programm, sondern sie ist flexibel. Diese Zellen sind sowohl am Erlernen unangenehmer Assoziationen beteiligt als auch dann, wenn eine ehemals bedrohliche Situation nun als harmlos erkannt wird. Das ist ein bislang unbekannter Aspekt von Neuroplastizität, also neuronaler Anpassungsfähigkeit. Und es ist anzunehmen, dass solche Mechanismen auch in der menschlichen Amygdala bestehen.“

Erforschung psychischer Erkrankungen

Diese Studienergebnisse reichen über Einblicke in fundamentale Hirnprozesse hinaus, betont die Bonner Forscherin. „Unsere Befunde verändern das Verständnis davon, wie emotional behaftete Erinnerungen im Gehirn reguliert werden. Das eröffnet neue Wege, um die Mechanismen psychischer Störung zu erforschen, bei denen solche Erinnerungen aus dem Gleichgewicht geraten. Das würde zum Beispiel auf Angststörungen und posttraumatische Belastungsstörungen zutreffen. Langfristig könnten unsere Erkenntnisse helfen, Ansatzpunkte für Therapien zu finden.“

Originalveröffentlichung
Heterogeneous plasticity of amygdala interneurons in associative learning and extinction.
Natalia Favila, Jessica Capece Marsico et al.
Nature Communications (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-66122-y