Untersuchung der verhaltensbasierten Lernfähigkeit der Wüstenrennmaus unter Einwirkung eines Tinnitusperzepts

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2021-04-06
Issue Year
2021
Authors
Meissner, Seda
Editor
Abstract

Es ist bekannt, dass ein peripherer Hörschaden, wie er durch ein Lärmtrauma verursacht wird, zu den häufigsten Ursachen des Tinnitus gehört. Die genauen Mechanismen von dessen Entstehung und seiner Auswirkungen auf andere, nicht-auditorische Hirnareale sind jedoch noch nicht gänzlich geklärt. In der vorliegenden Arbeit werden Daten, die aus einem vorangegangenen Tierexperiment stammen, zur statistischen Auswertung verwendet. Darin wird die Tinnitus-Entwicklung nach einem induziertem Schalltrauma mithilfe eines Tondiskriminationstrainings anhand von Verhaltenstests und der Auswirkung des Hörverlustes auf die Lernfähigkeit der Wüstenrennmaus untersucht. Hierbei werden die von Strohmeyer [1] in ihrer Dissertation angestellten Überlegungen aufgegriffen und durch die Aufstellung neuer Lernparadigmen experimentell weiterentwickelt. Die dafür neu aufgezeichneten Daten wurden anschließend statistisch unter Verwendung von Matlab und Statistica ausgewertet und analysiert. Für die vorliegende Arbeit wurden Tests mit 47 ausgewachsene Wüstenrennmäusen durchgeführt. Eine Gruppe der Tiere war einem Schalltrauma ausgesetzt, um einen Hörverlust und somit eine mögliche Tinnitus-Entwicklung herbeizuführen. Die andere Gruppe wurde einem Scheintrauma ausgesetzt und stellt somit die gesunde Referenzgruppe dar. Die Hörschwellen- und Tinnitus-Bestimmung erfolgte bei den Tieren mithilfe von auditorischen Schreckreaktionsmessungen, die durch Paradigma der Präpulsinhibition (PPI) moduliert wurden. Diese Verhaltenstests wurden vor und nach dem Trauma sowie nach dem Training durchgeführt. Nach dem akustischen Schalltrauma erfolgte ein zehntägiges Tondiskriminationstraining. Dafür wurden drei verschiedene Trainingsparadigmen gebildet, um diese miteinander zu vergleichen. In Paradigma 1 mussten die Tiere direkt nach dem Schalltrauma lernen, bei Reintönen von 2 kHz zu springen und bei 5 kHz sitzen zu bleiben. Im Gegensatz dazu wurden die Tiere in Paradigma 2 zunächst drei Wochen nach dem Trauma mit denselben Frequenzen trainiert. In Paradigma 3 erfolgte das Tondiskriminationstraining ebenfalls direkt nach dem Trauma, jedoch mit tieferen Frequenzen von 320 Hz (springen) und 800 Hz (sitzen). Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass die Tiere mit Tinnitusperzept auf den festgestellten Tinnitus-Frequenzen (1 kHz, 2 kHz, 4 kHz und 8 kHz) über alle drei Paradigmen und über alle Trainingstage eine schlechtere Lernleistung zeigten. Verglichen mit den Kontrolltieren zeigte sich jedoch nur in Paradigma 2 ein signifikanter Unterschied im Lernerfolg, die stets unterhalb der Lernleistung der Kontrolltiere blieb. Außerdem lernte die Gruppe mit Hörtrauma und ohne Tinnitus-Entwicklung in Paradigma 2 ebenfalls schlechter als die Kontrolltiere, zeigten aber bessere Lernerfolge als die Gruppe mit Tinnitus. Innerhalb von Paradigma 1 und 3 erreichten die Traumatiere mit und ohne Tinnitus über den gesamten Trainingszeitraum ähnliche Lernerfolge wie die Kontrolltiere. Der zeitliche Abstand von drei Wochen im Trainingsbeginn nach erfolgtem Trauma besitzt offenbar Auswirkungen, die die Lernleistung der Tiere beeinflusst. Wir stützen uns auf die Tatsache, dass Störungen im Hörvermögen zu ausgeprägten Diskontinuitäten in der neuronalen Aktivität und in der Folge zu neuroplastischen Veränderungen innerhalb des auditorischen Systems führen können. Gestützt wird dies durch die Prädispositonshypothese. Diese besagt, dass es einen globalen Hemmmechanismus geben muss, der die Tiere vor der Tinnitus-Entwicklung schützt. In der Studie von Ahlf et al. [2] wurde gezeigt, dass die Tiere mit Tinnitusperzept bereits vor dem Tinnitus-induzierenden Trauma eine geringere Gesamtneuronenaktivität besitzen als die Tiere, die nach einem Lärmtrauma keinen Tinnitus entwickelten. Die vorhandene höhere Gesamtzellaktivität scheint die Tiere ohne Tinnitusperzept vor der Entwicklung eines Tinnitus zu schützen [2]. Des Weiteren führt Lernen ebenfalls zu Neuroplastizität der kortikalen Hirnareale. Hierbei kommt es vermutlich zu einer Interaktion der Hirnareale, die für das Lernen und Hören zuständig sind. Die Einwirkung eines Tinnitusperzepts scheint die kognitive Lernleistung der Tiere zu beeinträchtigen und könnte gleicherweise mit der insgesamt geringeren Gesamtneuronenaktivität zusammenhängen. Des Weiteren führt der zeitliche Abstand im Trainingsbeginn nach abgeschlossener Neuroplastizität womöglich zu einer Chronifizierung des Tinnitus, die die Aufmerksamkeit der Tiere beeinflusst und so zu schlechteren Lernleistungen beiträgt. Die hörgeschädigten Tiere ohne Tinnitus-Entwicklung könnten aufgrund der zeitlichen Differenz einer stärkeren neuronalen Hemmung ausgesetzt sein, wodurch die Entstehung des Tinnitus unterdrückt und so die Lernplastizität während des Trainings beeinflusst wird. Zusammengefasst führt die zeitliche Differenz im Trainingsbeginn offenbar bei den Traumatieren mit und ohne Tinnitusperzept zu neuronalen Veränderungen im Kortex, die die Lernplastizität während des Tondiskriminationstrainings beeinflusst.

DOI
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