Nf04_2011 - Heinz, Andreas

Dysfunktionen im belohnungsassoziierten Lernen bei alkoholabhängigen Patienten. Linke Seite: In einer Primatenstudie untersuchten Schultz und Kollegen (1997) den Zusammenhang zwischen Dopamin, Belohnung und Lernen. Sie zeigten, dass eine unangekündigte Belohnung eine phasische Dopaminausschüttung auslöst (obere Reihe der linken Abbildung). Anschließend assoziierten sie die Belohnung mit einem ankündigenden Hinweisreiz. Jetzt zeigte der Affe nur noch während des belohnungsanzeigenden Ankündigungsreizes die Dopaminausschüttung und nicht mehr beim tatsächlichen Erhalt der Belohnung, die vollständig angekündigt wird, d.h. nicht überraschend ist (mittlere Reihe der linken Abbildung). Beim Ausbleiben der Belohnung trotz vorangegangener Ankündigung gab es einen deutlichen Abfall in der Dopaminausschüttung. Diese Beobachtung führte zu der Erkenntnis, dass dieses „Feuern“ der dopaminergen Neurone, die zum ventralen Striatum hin projizieren, eng verknüpft ist mit dem sogenannten “Vorhersagefehler” (prediction error), welcher immer dann auftritt, wenn etwas besser oder schlechter als erwartet ist. Dieses Fehlersignal wird gebraucht, um belohnungsrelevante Assoziationen immer wieder zu aktualisieren und das Verhalten dementsprechend anzupassen, also zu lernen. Park et al. (2010) untersuchten solche Lernprozesse im Sinne einer Verhaltensanpassung durch Lernen und Umlernen bei wechselnden Stimulus- Belohnungskontingenzen in einer Gruppe von alkoholabhängigen Patienten versus gesunden Kontrollen mittels eines sogenanntes „Reversal Learning“ Paradigmas (rechts: obere Abbildung): Hier wurden die Studienteilnehmer gebeten, eine von zwei geometrischen Figuren mittels Tastendruck auszuwählen und dann den „besseren“ der beiden Stimuli durch Versuch und Irrtum zu finden. Auf der Verhaltensebene zeigte sich, dass alkoholabhängige Patienten signifikant mehr Fehler machten und langsamer lernten. Auf neurobiologischer Ebene zeigte sich eine signifikant reduzierte funktionelle Konnektivität zwischen dem ventralen Striatum, der Kernregion des Belohnungssystems, wo der Vorhersagefehler enkodiert wird, und dem dorsolateralen präfrontalen Kortex. Die Verminderung der Konnektivität war wiederum mit der Lerngeschwindigkeit korreliert: Je geringer die funktionale Konnektivität, desto langsamer lernten die Probanden.

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