Aufmerksamkeitsstörungen wie ADHS treten auf, wenn das Gehirn Schwierigkeiten hat, wichtige Signale von ständigen Hintergrundreizen zu unterscheiden. Das Gehirn verarbeitet kontinuierlich visuelle und akustische Reize sowie interne Gedanken, und die Konzentrationsfähigkeit hängt davon ab, dass es Ablenkungen ignorieren und gleichzeitig auf wichtige Reize reagieren kann. Die meisten derzeitigen Behandlungsmethoden verbessern die Aufmerksamkeit, indem sie die Aktivität in den Gehirnarealen steigern, die die Konzentration steuern, insbesondere im präfrontalen Kortex. Eine neue Studie schlägt eine andere Lösung vor. Anstatt die Gehirnaktivität zu steigern, weist die Forschung darauf hin, dass eine Verringerung der Grundaktivität eine Möglichkeit ist, mentale Störungen zu reduzieren und die Aufmerksamkeit zu verbessern.
ADHS und frühe Kindheit
ADHS beginnt hat ihren Ursprung immer in der Kindheit. Nach heutiger medizinischer und psychologischer Auffassung handelt es sich um eine neurobiologische Entwicklungsstörung, die bereits sehr früh entsteht – vermutlich schon vor der Geburt durch genetische Faktoren und die Entwicklung des Gehirns. Die ersten Anzeichen von ADHS zeigen sich meist im frühen Kindesalter, häufig schon im Kindergartenalter. Typisch sind eine ausgeprägte motorische Unruhe, ein starkes Bewegungsbedürfnis, Schwierigkeiten, sich länger zu konzentrieren, sowie impulsives Verhalten. Manche Kinder wirken ständig „unter Strom“, unterbrechen andere häufig oder handeln, ohne über die Folgen nachzudenken. Bei anderen steht weniger die Hyperaktivität im Vordergrund, sondern vor allem die Unaufmerksamkeit – sie wirken verträumt, vergessen Dinge schnell oder lassen sich leicht ablenken.
Spätestens im Schulalter werden die Symptome oft deutlich, weil hier Anforderungen an Aufmerksamkeit, Selbstorganisation und Regelverhalten steigen. Kinder mit ADHS haben dann häufig Probleme, still zu sitzen, Aufgaben zu Ende zu führen oder sich über längere Zeit auf Unterrichtsinhalte zu konzentrieren. Wichtig ist, dass die Symptome über einen längeren Zeitraum bestehen, in mehreren Lebensbereichen auftreten (z. B. Schule und Familie) und zu spürbaren Beeinträchtigungen führen.
Ein Gen, das mit ruhigerer Konzentration in Verbindung steht
In einer in Nature Neuroscience veröffentlichten Studie berichten Wissenschaftler, dass ein Gen namens Homer1 eine wichtige Rolle bei der Aufmerksamkeit spielt, indem es beeinflusst, wie ruhig oder laut das Gehirn im Ruhezustand ist. Mäuse mit reduzierten Konzentrationen von zwei spezifischen Formen dieses Gens zeigten eine ruhigere Gehirnaktivität und schnitten bei Aufgaben, die Konzentration erforderten, besser ab.
Diese Erkenntnisse könnten einen ersten Schritt in Richtung neuer Behandlungsmethoden darstellen, die darauf abzielen, den Geist zu beruhigen, anstatt ihn zu stimulieren. Die Auswirkungen gehen über ADHS hinaus, da Homer1 auch mit Störungen in Verbindung gebracht wird, die mit frühen Unterschieden in der sensorischen Verarbeitung einhergehen, darunter Autismus und Schizophrenie. „Das von uns entdeckte Gen hat einen bemerkenswerten Einfluss auf die Aufmerksamkeit und ist für den Menschen relevant“, so Priya Rajasethupathy, Leiterin des Skoler Horbach Family Laboratory of Neural Dynamics and Cognition am Rockefeller.
Enormer genetischer Einfluss auf die Aufmerksamkeit
Als das Forschungsteam begann, die Genetik der Aufmerksamkeit zu erforschen, war Homer1 kein offensichtlicher Kandidat. Wissenschaftler kennen das Gen seit langem aufgrund seiner Rolle bei der Neurotransmission, und viele mit Homer1 interagierende Proteine sind in genetischen Studien zu Aufmerksamkeitsstörungen aufgetaucht, aber Homer1 selbst war bisher nicht als wichtiger Faktor aufgefallen.
Um umfassendere Untersuchungen durchzuführen, analysierten die Forscher die Genome von fast 200 Mäusen, die aus acht verschiedenen Elternstämmen gezüchtet wurden, darunter auch einige mit wilden Vorfahren. Dieser Ansatz sollte die genetische Vielfalt der menschlichen Populationen widerspiegeln und ermöglichte es, subtile genetische Einflüsse aufzudecken. „Es war eine Herkulesaufgabe und wirklich neuartig für dieses Forschungsgebiet“, sagte Rajasethupathy, die den Doktoranden Zachary Gershon für die Leitung der Arbeit lobt.
Diese groß angelegte genetische Analyse ergab ein klares Muster. Mäuse, die bei Aufmerksamkeitsaufgaben am besten abschnitten, wiesen einen viel geringeren Gehalt an Homer1 im präfrontalen Kortex auf, einer für die Konzentration wichtigen Region des Gehirns. Das Gen befand sich in einem DNA-Abschnitt, der fast 20 Prozent der Unterschiede in der Aufmerksamkeit der Mäuse erklärte.
„Das ist ein enormer Effekt“, meinte Rajasethupathy. „Selbst wenn man eine mögliche Überschätzung der Größe dieses Effekts berücksichtigt, die aus vielen Gründen auftreten kann, ist das eine bemerkenswerte Zahl. Meistens kann man sich glücklich schätzen, wenn man ein Gen findet, das sogar nur 1 Prozent eines Merkmals beeinflusst.“
Das Timing ist entscheidend während der Gehirnentwicklung
Weitere Analysen zeigten, dass nicht alle Formen von Homer1 gleichermaßen dazu beitrugen. Zwei spezifische Versionen, bekannt als Homer1a und Ania3, waren für die Unterschiede in der Aufmerksamkeit verantwortlich. Mäuse, die bei Aufmerksamkeitsaufgaben hervorragende Leistungen erbrachten, wiesen in ihrem präfrontalen Kortex von Natur aus geringere Konzentrationen dieser Versionen auf, während andere Formen des Gens unverändert blieben.
Als Forscher Homer1a und Ania3 während einer kurzen Entwicklungsphase bei jugendlichen Mäusen experimentell reduzierten, waren die Auswirkungen bemerkenswert. Die Tiere wurden in mehreren Verhaltenstests schneller, genauer und weniger ablenkbar. Die gleichen Veränderungen bei erwachsenen Mäusen brachten keinen Nutzen, was zeigt, dass Homer1 die Aufmerksamkeit während eines begrenzten Zeitfensters in der frühen Lebensphase beeinflusst.
Wie die Beruhigung des Gehirns die Konzentration verbessert
Die überraschendste Erkenntnis ergab sich aus der Untersuchung, wie Homer1 die Gehirnzellen beeinflusst. Eine Senkung des Homer1-Spiegels in den Neuronen des präfrontalen Kortex führte dazu, dass diese Zellen mehr GABA-Rezeptoren bildeten – die molekularen Bremsen des Nervensystems.
Diese Veränderung reduzierte unnötige Hintergrundaktivitäten und bewahrte gleichzeitig starke, fokussierte Aktivitätsschübe, wenn wichtige Signale auftraten. Anstatt ständig zu reagieren, sparten die Neuronen ihre Aktivität für Momente auf, die Aufmerksamkeit erforderten, was zu genaueren Reaktionen führte. „Wir waren sicher, dass die aufmerksameren Mäuse mehr Aktivität im präfrontalen Kortex haben würden, nicht weniger“, sagte Rajasethupathy. „Aber es ergab irgendwie Sinn. Bei Aufmerksamkeit geht es zum Teil darum, alles andere auszublenden.“
Überdenken zukünftiger Behandlungen
Für Gershon, der mit ADHS lebt, waren die Ergebnisse intuitiv nachvollziehbar. „Das ist Teil meiner Geschichte“, sagt er, „und eine der Inspirationen für mich, genetische Kartierung auf die Aufmerksamkeit anzuwenden.“ Er war auch der Erste im Labor, der bemerkte, dass eine Senkung von Homer1 die Konzentration durch Verringerung von Ablenkungen verbesserte. Seiner Ansicht nach stimmen die Ergebnisse mit allgemeinen Erfahrungen überein. Tiefes Atmen, Achtsamkeit, Meditation, Beruhigung des Nervensystems – Menschen berichten durchweg von einer besseren Konzentration nach diesen Aktivitäten.
Aktuelle Behandlungen für Aufmerksamkeitsstörungen erhöhen in der Regel die Erregungssignale in den präfrontalen Gehirnkreisläufen durch den Einsatz von Stimulanzien. Die neuen Erkenntnisse weisen auf eine andere Möglichkeit hin: Therapien, die die Aufmerksamkeit verbessern, indem sie die neuronale Aktivität beruhigen, anstatt sie zu verstärken.
Da Homer1 und die mit ihm interagierenden Proteine mit ADHS, Schizophrenie und Autismus in Verbindung gebracht werden, könnten weitere Forschungen das Verständnis der Wissenschaftler von verschiedenen neurologischen Entwicklungsstörungen neu gestalten. Zukünftige Studien aus dem Rajasethupathy-Labor werden sich darauf konzentrieren, das genetische Verständnis der Aufmerksamkeit zu verfeinern, mit dem Ziel, Therapien zu entwickeln, die den Homer1-Spiegel präzise anpassen. Es gibt eine Spleißstelle in Homer1, die pharmakologisch angegangen werden kann, was ein idealer Weg sein könnte, um die Signal-Rausch-Verhältnisse im Gehirn zu regulieren. Dies bietet laut den Forschrn einen konkreten Weg zur Entwicklung eines Medikaments, das eine ähnliche beruhigende Wirkung wie Meditation hat.
