Suchen Fadenwürmer und Menschen ähnlich ihr „Futter“?

Wie motiviert uns und unser Nervensystem, vom Sofa aufzustehen und im Kühlschrank oder sogar im Supermarkt nach Essen zu suchen? Das hat ein Forscherteam um Alexander Gottschalk von der Goethe-Universität am Campus Riedberg am Beispiel des Fadenwurms Caenorhabditis elegans untersucht. Die Ergebnisse weisen darauf hin, wie sich das Verhalten bei der Futtersuche im Laufe der Evolution bei höheren Tieren entwickelt haben könnte.

Nahrung zu finden und an einer Nahrungsquelle zu verweilen, sind entscheidende Überlebensstrategien im Tierreich. Aber wie werden externe Futter-Signale auf molekularer, zellulärer und neuronaler Ebene in Verhalten verwandelt? Um das herauszufinden, greifen Neurowissenschaftler gern auf einfache Modellorganismen wie den Fadenwurm zurück. Er besitzt nur 302 Nervenzellen, deren Verknüpfungen präzise kartiert sind. So können Forscher im Detail untersuchen, wie diese Nervenzellen miteinander kommunizieren, um bestimmte Verhaltensweisen zu erreichen.

Alexander Gottschalk und sein Team konzentrierten sich in ihrer Studie auf einen neuronalen Schaltkreis, an dessen „Spitze“ sich ein Paar sensorischer Nervenzellen befindet. Ist Nahrung vorhanden, setzt es das „Glückshormon“ Dopamin frei. Das wirkt sich auf zwei Arten von nachgeschalteten Neuronen aus  – und zwar auf ganz unterschiedliche Weise, wie das Forscherteam entdeckte. Der Botenstoff aktiviert eines der Neuronen, was ein Verweilen und ein lokales Suchverhalten fördert, während es ein anderes zurückhält, das sonst eine Futtersuche über längere Distanzen fördern würde. In der Folge wird dadurch auch die Muskelaktivität gesteuert.

Doch welche Schlüsse lässt dies auf die Nahrungssuche bei höheren Tieren wie dem Menschen zu? Die Forscher zeigen, dass im Laufe der Evolution die Bedeutung von Dopamin und Cholecystokinin, einem Neurotransmitter im Magen-Darm-Trakt, erhalten blieb. Beide beeinflussen motiviertes Verhalten bei der Nahrungssuche sowie bei anderen Aktivitäten, die eine Belohnung versprechen.

Informationen: Goethe-Universität

Foto: Dr. N. Lange / Fotolia