Dass Nikotin eine doppelte Wirkung auf das Gehirn hat, ist bereits lange bekannt. Der Effekt spiegelt sich darin wider, dass viele Menschen von eher zwiespältigen Ersterfahrungen mit dem Rauchen berichten: Häufig entfaltet die Substanz anfangs ein überwiegend unangenehmes Gefühl – es löst Widerwillen aus und einigen Menschen wird sogar übel. Manche hält dies sogar davon ab, zu Rauchern zu werden. Doch andere zünden sich aus verschiedenen Gründen immer wieder eine Zigarette an, bis schließlich die angenehme Wirkung des Nikotins dominiert. Klar ist: Raucher-Verhalten ist komplex und wird von vielen persönlichen und sozialen Faktoren beeinflusst.
Was es mit dem unangenehmen Aspekt der Substanz auf sich hat und wo die Aversion im Gehirn entsteht, ist bisher weitgehend unklar geblieben. Diesem Forschungsthema haben sich nun die Wissenschaftler um Taryn Grieder von der University of Toronto gewidmet. Bisher nahm man an, dass die Ursache für die gegensätzlichen Wirkungen von Nikotin auf Nervenreaktionen in verschiedenen Teilen des Gehirns beruht. Die Forscher hatten nun allerdings einen anderen Verdacht: Ihr Fokus richtete sich auf unterschiedliche Nerven in einem speziellen Hirnareal, das bekanntermaßen eine Bedeutung im Belohnungssystem des Gehirns besitzt: das Tegmentalis Ventralis Areal (VTA). Dort befinden sich zwei unterschiedliche Gruppen von Nervenzellen, die bei Aktivierung verschiedene Neurotransmitter ausschütten: Dopamin- oder GABA-Neuronen.
Mäuse für die Nikotin-Forschung
Um der Funktion dieser beiden Nerventypen des VTA bei der Wirkung von Nikotin auf die Spur zu kommen, führten die Wissenschaftler Versuche mit Mäusen als Modell für den Menschen durch. Obwohl sich die beiden Zelltypen im VTA mischen, konnten die Forscher sie durch clevere Tricks separat voneinander untersuchen. Sie nutzten dazu eine genetisch veränderte Mauszuchtlinie, die keinerlei Nikotinrezeptoren auf Nerven ausbildet. Diese Tiere machen deshalb auch weder angenehme noch unangenehme Erfahrungen, wenn sie Nikotin ausgesetzt sind. Diesen Mäusen verpassten die Forscher dann allerdings erneut selektiv künstliche Nikotinrezeptoren: Sie infizierten sie mit Viren, die so konstruiert waren, dass sie Nikotinrezeptoren nur in einer der beiden Neuronen-Versionen etablierten. Es wurden also entweder nur die Dopamin-Neuronen oder die GABA-Neuronen erneut sensibel gegenüber der Substanz. Die Versuchstiere wurden dann einem Standard-Verhaltenstest unterzogen, der die belohnende oder abschreckende Wirkung von Nikotin erfassen kann.
Es zeigte sich: Die Dopamin-Neuronen im VTA waren für die Abneigung verantwortlich, während die GABA-Neuronen bei den Mäusen Belohnungsgefühle im Zusammenhang mit Nikotingaben vermittelten. Interessanterweise steht der Befund damit im Widerspruch zu der bisher angenommen Regel, dass Dopamin das wichtigste Belohnungssignal im Hirnsystem darstellt. “Es zeichnet sich ab, dass Nikotin verschiedene Populationen von Neuronen im gleichen Hirnareal trifft, die dann mit anderen Regionen über ihre Signale in Verbindung treten”, sagt Grieder.
