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Ins Fischgehirn geschaut Hunger verändert die Sinneswahrnehmung

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Die Studie zeigt, dass serotonerge Nervenzellen (grün) beeinflussen, wie das Zebrafischgehirn Objekte wahrnimmt. (Augen der Fischlarven: orange.)

(Foto: Alessandro Filosa, Max-Planck-Institut für Neurobiologie)

Jeder kennt das: Wenn man hungrig einkauft, kauft man mehr, als man braucht. Die feilgebotenen Lebensmittel sehen dann auch viel appetitlicher aus als sonst, oder?

Hunger ist ein körperlich unangenehmer Reiz, dem schnell entgegengewirkt werden muss. Wie er im tierischen Gehirn wirkt, haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie (MPG) in Martinsried am Zebrafisch untersucht. "Der Zebrafisch ist ein exzellentes System, um die neuronalen Grundlagen von Verhalten zu untersuchen", erklärt Professor Herwig Baier vom MPG. Der Vorteil für die Forschung ist, dass die knapp fünf Millimeter großen Tiere durchsichtig sind. Mithilfe von genetischen Modifikationen und den neuesten Mikroskopie- und Färbemethoden konnten die Wissenschaftler die Nervenzellaktivität hungriger und zuvor gefütterter Fische direkt unter dem Mikroskop beobachten.

Grundvoraussetzung für die Wissenschaftler ist die Tatsache, dass Tiere ständig Entscheidungen treffen müssen. Ist ein bestimmtes Objekt eine potenzielle Beute oder eine Gefahr? Die Einschätzung kann über Leben und Tod entscheiden. Ein Tier, das kurz davor ist, zu verhungern, kann jedoch nicht auf Nummer sicher gehen. Die Forscher wollten wissen, wie Hunger die Wahrnehmung im Gehirn verändert und wie er die Verhaltensentscheidungen beeinflusst.

Große und kleine Objekte

Dafür ließen sie computeranimierte Kreise unterschiedlicher Größe durch das visuelle Feld von Fischlarven ziehen. Die Fische verfolgten, wie erwartet, kleine Punkte als potenzielle Nahrung und wichen größeren Punkten aus. "Interessanterweise verfolgten hungrige Fische kleine Punkte deutlich häufiger als satte Fische und wichen größeren Punkten seltener aus", erzählt Alessandro Filosa, der Erstautor der Studie. Die Forscher gehen deshalb davon aus, dass hungrige Tiere zu größeren Risiken bereit sind als satte.

Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse der Untersuchung, dass Hunger das Verhalten auf mindestens zwei molekularen Signalwegen beeinflussen kann. Er kann erstens die sogenannte HPA-Achse im neuroendokrinen System, in dem komplexe Interaktionen zwischen Hormon- und Nervensystem zusammengefasst sind, hemmen. Und zweitens führt Hunger zu einer erhöhten Serotonin-Ausschüttung. Das Hormon, das umgangssprachlich als Wohlfühlhormon bezeichnet wird, wirkt unter anderem auf Blutdruck, Darm und Muskeltonus.

Beide Effekte führen dazu, dass zusätzliche Nervenzellen im Tectum der Fische auf kleine und mittelgroße Punkte reagieren. Das Tectum ist die Region im Fischhirn, in der visuelle Eindrücke mit Verhaltensantworten verbunden werden. Das Ergebnis: Hungrige Fische nehmen potenziell essbare Objekte verstärkt wahr. Der Sättigungszustand der Tiere verändert also die visuelle Klassifizierung von Objekten.

Quelle: ntv.de, jaz