Bedeutung der dopaminergen Neurotransmission im dorsalen Striatum und im präfrontalen Kortex für das motorische Lernen bei der Ratte

Abstract

Der primär motorische Kortex und das dorsale Striatum übernehmen wichtige Funktionen beim motorischen Lernen und unterliegen dabei plastischen Modifikationen. Trotz genauer anatomischer Beschreibung gibt es über die Funktion dopaminerger Projektionen in den Motorkortex noch keine gesicherten Erkenntnisse. Bei einer Blockade des dopaminergen Systems im Motorkortex findet kein motorisches Lernen statt. Meine Experimente sollten die Frage beantworten, ob durch eine Blockade der D2-Rezeptoren im dorsalen Striatum und präfrontalen Kortex eine Hemmung des motorischen Lernens beobachtet werden kann, wie wir sie im Motorkortex zeigen konnten. Mittels eines etablierten Modells haben die Ratten der Kontroll- und Racloprid-Gruppe motorisches Training absolviert und parallel dazu an zwei Tagen Injektionen erhalten. Gleichzeitig wurde die Latenz als Ausdruck für die Motivation der Ratte gemessen. Ratten beider Gruppen lernten die Aufgabe und entwickelten über die gemessenen acht Trainingstage eine normale Lernkurve, die den motorischen Lernverläufen aus den analogen Experimenten im Motorkortex entsprach. Die Ergebnisse aus dem dorsalen Striatum und präfrontalen Kortex zeigen, dass sich die Lernleistung der beiden Gruppen, gemessen an der Anzahl der erfolgreichen Greifversuche, nicht signifikant voneinander unterscheidet. Es gab keine Hinweise auf eine Beeinträchtigung des motorischen Lernens. Daraus habe ich die Schlussfolgerung gezogen, dass in beiden Regionen die über D2-Rezeptoren vermittelten dopaminergen Effekte ganz im Gegensatz zum primär motorischen Kortex nicht am motorischen Lernen beteiligt sind. Im Striatum war die Latenz während der Racloprid-Injektionen signifikant verlängert und könnte, ähnlich den hypomotorischen Symtomen beim Parkinson-Syndrom, Ausdruck des relativen Dopaminmangels im Striatum sein. Meine Ergebnisse aus dem präfrontalen Kortex und dem Striatum machen falsch positive Resultate im Motorkortex extrem unwahrscheinlich und stärken die These, dass Dopamin als Neurotransmitter im Motorkortex kritisch involviert ist im Erlernen neuer motorischer Fähigkeiten.

The primary motor cortex and prefrontal cortex carry out important functions within the acquisition of motor skills and undergo plastic changes. Despite the wealth of detailed anatomic descriptions there remains a great deal of uncertainty about the function of dopamine signalling in the motor cortex. Motor learning can be impaired by an inhibition of the dopamine system in the motor cortex. This thesis was supposed to investigate the effects of a blockage of D2-receptors in the dorsal striatum and prefrontal cortex on motor learning and if the observations are consistent with previously published results of D2-receptor blockage in the motor cortex. Using an established rat training model, rats underwent motor learning and both the control group (receiving NaCl injections) and the dopamine antagonist group (receiving injections with the D2-receptor antagonist raclopride) received their injections at the time when motor learning occurs with greatest speed. Results from both injection sites revealed no impairment of motor learning. All rats showed a normal learning curve comparable with previously published learning curves in such a model from investigations inside the motor cortex. From these results it may be concluded that dopamine signalling via D2-receptors does not seem to play a critical role in motor learning, contrary to the observations in the motor cortex. In the striatum the latency during the motor learning trials was significantly prolonged in the raclopride group, which may be interpreted as a sign of a relative reduction in dopamine concentration inside the striatum.