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Kleinhirn mischt bei unseren Gefühlen mit

Experiment enthüllt zuvor unerkannte Funktion des menschlichen Cerebellums

Kleinhirn
Unser Kleinhirn galt lange nur als Zentrum für die Bewegungssteuerung. Doch es kann viel mehr. © janulla/ iStock

Von wegen nur Motorik: Unser Kleinhirn erweist sich immer mehr als multifunktionales Kontrollzentrum unseres Gehirns. Jetzt haben Forschende entdeckt, dass das Cerebellum auch eine wichtige Rolle beim Abspeichern und Abrufen emotionaler Erinnerungen spielt. Demnach arbeitet das Kleinhirn bei diesen Prozessen eng mit dem Gedächtniszentrum im Hippocampus und dem emotionsverarbeitenden Mandelkern zusammen, wie funktionelle Verknüpfungen belegen.

Lange galt unser Kleinhirn nur als Zentrale für die Bewegungssteuerung. Doch inzwischen ist klar, dass dieses rundliche, stark gefurchte Gebilde an der hinteren Schädelbasis auch an vielen höheren Hirnfunktionen beteiligt ist – von der Aufmerksamkeit über Entscheidungsprozesse bis zur Kontrolle unseres Appetits. Für einige dieser Prozesse scheint das Cerebellum als eine Art Qualitätskontrolle zu dienen. Zudem speichert es Informationen auf eine besonders effiziente Weise.

Gedächtnistest im Hirnscanner

Doch das ist noch nicht alles, wie nun Matthias Fastenrath von der Universität Basel und seine Kollegen herausgefunden haben. Für ihre Studie hatten sie untersucht, welche Gehirnbereiche amAbspeichern und Abrufen emotionsgeladener Erinnerungen beteiligt sind. Aus früheren Studien war schon bekannt, dass emotionale Erlebnisse besonders gut im Gedächtnis bleiben und dass daran vor allem der Hippocampus und die Amygdala beteiligt sind. Letztere ist ein wichtiges Zentrum für die Verarbeitung von Angst und anderen Emotionen.

Im Experiment zeigten die Forschenden 1.418 Testpersonen Bilder von emotionalen und neutralen Szenen, während diese im Hirnscanner lagen. Dieser zeichnete ihre Hirnaktivität mittels funktionaler Magnetresonanztomografie (fMRT) auf. Die Teilnehmenden sollten sich die Bilder möglichst gut merken und wurden 20 Minuten später gebeten, jedes erinnerte Bild so ausführlich wie möglich zu beschreiben.

Vermehrte Aktivität auch im Kleinhirn

Das Ergebnis: Wie erwartet konnten sich die Testpersonen besser an die Bilder erinnern, die einen emotionalen Inhalt hatten. Die Hirnscans enthüllten aber auch, dass beim Abspeichern dieser Erinnerungen 29 Hirnareale besonders aktiv waren: 28 in der Großhirnrinde – und ein Areal im Kleinhirn. Der wurmartige mittlere Teil des Cerebellums, der Vermis, leuchtete in den fMRT-Aufnahmen besonders stark auf.

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„Interessanterweise haben frühere Studien gezeigt, dass dieser mittlere Teil des Kleinhirns auch beim Erinnern persönlicher, emotionaler Lebenserfahrungen aktiviert wird“, erklären Fastenrath und seine Kollegen. Bei Menschen, bei denen dieses Kleinhirnareal verletzt ist, reagiert der Herzschlag zudem weniger auf angstauslösende Reize – das normalerweise beim Fürchten schneller klopfende Herz bleibt ruhig.

aktive Hirnareale
Beim Abspeichern emotionaler Informationen ist der mittlere Teil des Kleinhirns (rot) mit mehreren aktiven Arealen in der Großhirnrinde verknüpft.© MCN/ Universität Basel

Enge Verknüpfung mit Hippocampus und Amygdala

Die Auswertungen ergaben zudem, dass das Kleinhirn beim emotionalen Erinnern über mehrere funktionelle Verknüpfungen eng mit der Großhirnrinde verbunden ist. „Elf dieser Verknüpfungen zeigten eine erhöhte Verbindungsstärke vom Cerebellum in den Cortex“, berichtet das Team. Darunter waren mehrere aktive Verschaltungen, die das Kleinhirn mit dem Hippocampus und der Amygdala verknüpften – und damit zwei für Gedächtnis und Gefühle entscheidenden Hirnarealen.

Vier weitere Verbindungen transportierten offenbar Signale in umgekehrter Richtung – von der Großhirnrinde ins Kleinhirn. Ein Teil davon ging vom Gyrus cinguli aus, einer Hirnregion, die wichtig für die Wahrnehmung und Bewertung von Gefühlen ist. „Damit deuten die vorliegenden Ergebnisse darauf hin, dass das Kleinhirn ein integraler Bestandteil eines Netzwerks ist, welches für die verbesserte Abspeicherung emotionaler Informationen verantwortlich ist“, sagt Seniorautor Dominique de Quervain von der Universität Basel.

An emotionalen Funktionen beteiligt

Zusammen mit früheren Befunden bestätigen diese Resultate, dass unser Kleinhirn eine weit wichtigere und vielfältigere Rolle für unser Denken und Fühlen spielt als lange angenommen. „Es mehren sich die Belege, dass das Kleinhirn und im Speziellen der Vermis cerebelli und seine Verknüpfungen an emotionalen Funktionen wie der emotionalen Wahrnehmung, der Verarbeitung und Speicherung von Gefühlen und der Angstkonditionierung beteiligt ist“, konstatieren die Forschenden.

Diese Erkenntnis könnte auch ganz praktische Bedeutung für Medizin und Psychologie haben: Ist das Kleinhirn überaktiv, könnte dies beispielsweise Posttraumatische Belastungsstörungen verstärken. Umgekehrt gibt es Hinweise darauf, dass Menschen aus dem autistischen Spektrum eine eher verringerte Aktivität des Vermis cerebelli zeigen, wie das Team erklärt. (Proceedings oft he National Academy of Sciences, 2022; doi: 10.1073/pnas.2204900119)

Quelle: Universität Basel

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