Eric Kandel und Aplysia californica: ihre Rolle bei der Aufklärung von Gedächtnismechanismen und bei der Erforschung der Psychotherapie

Aplysia californica ist eine Art von Meeresschnecke oder Schnecke. Durch ihre scheinbar einfache Neuroanatomie und ihre Fähigkeit zur klassischen und operanten Konditionierung hat A. californica der Neurowissenschaft gute Dienste geleistet. Die Verhaltensmodifikation des Siphon-Rückzugsreflexes der Aplysia ist ein besonders nützlicher Forschungsschwerpunkt gewesen.

In den 1960er Jahren begannen James Schwartz und Eric Kandel mit einem Forschungsprogramm, das darauf abzielte, die biochemischen und neuroanatomischen Grundlagen von Lernen und Gedächtnis zu ermitteln. Der erste Durchbruch gelang ihnen in den 1970er Jahren, als sie nachwiesen, dass cAMP und später Serotonin in Aplysia-Ganglien während der Bildung des Kurzzeitgedächtnisses synthetisiert werden 1. Spätere Forschungen zeigten, dass die cAMP-abhängige Proteinkinase (PKA) und ihre regulierenden Effekte auf Kaliumkanäle für das erlernte Verhalten und das Gedächtnis von Bedeutung sind.

In den 1980er Jahren hatten Kandel und seine Mitarbeiter herausgefunden, dass die Proteinsynthese die Grundlage für die Codierung des Langzeitgedächtnisses ist. Anhand der Synthese von CREB (C-reactive element binding) und dessen Einfluss auf die Bildung synaptischer Verbindungen konnte gezeigt werden, dass das Kurzzeitgedächtnis mit funktionellen Veränderungen bestehender Synapsen einhergeht, während das Langzeitgedächtnis mit einer Veränderung der Dichte synaptischer Verbindungen verbunden ist 2.

Ein einfacher Reflex bei einer ansonsten unscheinbaren Meeresmuschel trug also dazu bei, eine Verbindung zwischen dem Gehirn und der äußeren Umgebung herzustellen. Diese Forschung brachte Kandel im Jahr 2000 den Nobelpreis ein.

Obwohl die Arbeit von Kandel an sich das Geist-Gehirn-Dilemma nicht auflöst, war sie für den Bereich der Psychotherapie von großem Nutzen. Kandels Arbeit hat wohl zahlreiche Forscher inspiriert, die versuchen, die neuronale Basis der Vorteile von Psychotherapie aufzuzeigen, z.B. Linden 3.

Eines der ersten dieser Forschungsprogramme war das von Baxter und Mitarbeitern, die ähnliche metabolische Veränderungen im Kopf des rechten Nucleus caudatus und im orbitofrontalen Kortex bei Patienten mit Zwangsstörungen nachwiesen, die sich entweder durch eine Verhaltenstherapie oder durch Fluoxetin verbessert hatten 4. Ein weiteres Beispiel für eine solche Arbeit ist die von Brody und Mitarbeitern, die zeigten, dass schwer depressive Patienten, deren Symptome nach einer 12-wöchigen Behandlung entweder mit interpersoneller Psychotherapie oder mit Paroxetin zurückgingen, ähnliche Veränderungen der neuronalen Stoffwechselanomalien aufwiesen, die auch in ihrem ursprünglichen depressiven Zustand vorhanden waren 5. Diese Untersuchungen wurden auch auf die längerfristige Psychotherapie von Patienten mit Persönlichkeitsstörungen angewandt, wobei eine Normalisierung der Serotoninaufnahme nach Abschluss einer Psychotherapie festgestellt wurde 6.

Die Psychotherapie hat das Jahrzehnt des Gehirns zum Teil aufgrund von Studien wie den oben erwähnten und der Pionierarbeit von Kandel überstanden. Die Wirksamkeitsstudien zeigen nicht nur, dass die Psychotherapie bei einer Reihe von nicht-psychotischen Störungen mit der medikamentösen Behandlung vergleichbar ist, sondern die durch die ursprüngliche Arbeit von Aplysia inspirierte Forschung zeigt auch, dass die Psychotherapien wahrscheinlich die mutmaßliche neuronale Grundlage solcher Behandlungsreaktionen teilen.

Die wahre Bedeutung dieser Arbeit liegt vielleicht im Verständnis der Plastizität des Nervensystems und insbesondere der subzellulären Grundlage des Lernens. Im Wesentlichen zeigte Kandels Arbeit, dass die Umwelt eine strukturelle Wirkung auf das Nervensystem ausüben kann. Obwohl sich spätere Forschungen am Menschen auf Veränderungen in der Neurobildgebung beschränken, bleibt das von Kandel erstmals herausgearbeitete Prinzip das Kernstück dieses Fachgebiets.

Michael Robertson 1,2,3 , Garry Walter 1,4,5