Der Begriff Belohnungssystem bezieht sich auf eine Gruppe von Strukturen, die durch belohnende oder verstärkende Reize aktiviert werden (z.B. Suchtmittel). Wenn das Gehirn einem belohnenden Reiz ausgesetzt wird, reagiert es mit einer erhöhten Ausschüttung des Neurotransmitters Dopamin, so dass die mit dem Belohnungssystem verbundenen Strukturen entlang der Hauptwege des Dopamins im Gehirn zu finden sind. Man geht davon aus, dass der mesolimbische Dopaminweg eine primäre Rolle im Belohnungssystem spielt. Er verbindet die ventrale tegmentale Zone (VTA), eine der wichtigsten dopaminproduzierenden Bereiche im Gehirn, mit dem Nucleus accumbens, einem Bereich im ventralen Striatum, der stark mit Motivation und Belohnung assoziiert ist. Ein weiterer wichtiger Dopamin-Weg, der mesokortikale Weg, führt von der VTA zur Großhirnrinde und wird ebenfalls als Teil des Belohnungssystems betrachtet.
Das Belohnungssystem besteht also im Allgemeinen aus den wichtigsten Dopaminwegen des Gehirns (insbesondere dem mesolimbischen Weg). Des Weiteren gehören Strukturen wie der VTA und den Nucleus-Accumbens dazu. Diese sind durch Dopaminwege miteinander verbunden.
Was ist das Belohnungssystem und was bewirkt es?
In den 1950er Jahren implantierten James Olds und Peter Milner Elektroden in die Gehirne von Ratten und erlaubten den Tieren, einen Hebel zu drücken, um eine leichte elektrische Stimulation des Gehirns zu erhalten. Olds und Milner entdeckten, dass es bestimmte Bereiche des Gehirns gab, auf die Ratten wiederholt den Hebel drückten, um eine Stimulation zu erhalten. Sie stellten fest, dass eine Region, die als Septalregion bekannt ist und direkt unterhalb des vorderen Endes des Corpus callosum liegt, am empfindlichsten ist. So kam es außerdem, dass eine der Ratten in ihrem Experiment innerhalb von 12 Stunden 7500 Mal den Hebel drückte.
Wie wirkt sich das Belohnungssystem auf unser Verhalten aus?
Die Experimente von Olds und Milner waren bedeutsam, weil sie die Existenz von Hirnstrukturen zu bestätigen schienen. Diese Hirnstrukturen widmeten sich der Vermittlung lohnender Erfahrungen. Denn wenn die Ratten wiederholt auf den Hebel drückten, um eine Stimulation dieser Bereiche zu erhalten, schienen sie die Erfahrung zu gneießen. Nachfolgende Studien versuchten, diese “Belohnungsbereiche” genauer zu kartieren. Dabei konnte man feststellen, dass einige der empfindlichsten Bereiche entlang des medialen Vorderhirnbündels liegen. Das mediale Vorderhirnbündel ist eine große Ansammlung von Nervenfasern, die zwischen der VTA und dem lateralen Hypothalamus verlaufen. Auf diesem Weg stellen sie außerdem noch viele weitere Verbindungen her.
Schließlich erkannte man, dass Dopamin-Neuronen bei dieser Art von lohnender Gehirnstimulation aktiviert werden, und die Forscher fanden heraus, dass sie Ratten durch die Verabreichung eines Dopamin-Antagonisten (ein Medikament, das die Wirkung von Dopamin blockiert) dazu bringen können, das Drücken des Hebels zu stoppen. Ohne die Aktivität von Dopamin war die Wahrscheinlichkeit geringer, dass die Ratten eine Verstärkung der Hirnstimulation empfanden. Aus diesem Grund hörten sie ganz auf, den Hebel zu drücken. Andere Belege, wie die Entdeckung, dass Dopaminantagonisten die lohnenden Eigenschaften von Drogen wie Amphetaminen zu verringern schienen, untermauerten die Bedeutung der Rolle von Dopamin bei der Belohnung.
Welche Schlussfolgerungen kann man aus dem Experiment ziehen?
Auf der Grundlage von Hirnstimulationsexperimenten und der zunehmend anerkannten Bedeutung von Dopamin bei der Belohnung begann sich die Aufmerksamkeit auf die Hauptwege des Dopamins zu richten. Diese spielen eine wichtige Rolle bei der Vermittlung von belohnenden Erfahrungen. Das mediale Vorderhirnbündel verbindet die dopaminreiche VTA mit den Nucleus-Akkumbenen und gilt als Teil des mesolimbischen Dopaminweges. Irgendwann erkannte man, dass Dopamin-Neuronen im VTA aktiviert werden, wenn wir eine Droge einnehmen oder etwas anderes lohnendes erleben. Diese Neuronen projizieren über den mesolimbischen Dopaminweg in die Nucleus-Accumbens. Ihre Aktivierung bewirkt, dass die Dopaminspiegel in den Nucleus-Accumbens ansteigen. Darüber hinaus führte die Unterbrechung dieses Weges bei Nagetieren, die süchtig danach geworden waren, einen Hebel zur Hirnstimulation oder eine Drogenbelohnung zu drücken, dazu, dass sie aufhörten, den Hebel zu drücken, was darauf hindeutet, dass diese Bereiche für das Auftreten von Suchtverhalten von entscheidender Bedeutung sind.
Da der mesolimbische Dopamin-Signalweg aktiviert sich immer dann, wenn wir ein Suchtmittel einnehmen, wird er inzwischen als der primäre Signalweg des Belohnungssystems angesehen. Allerdings wandern dopaminerge Projektionen von der VTA auch in den frontalen Kortex; sie bilden den mesokortikalen Dopaminweg. Man geht davon aus, dass auch diese Fasern an Belohnung und Motivation beteiligt sind. Allerdings ist ihr Beitrag zu belohnenden Erfahrungen weniger klar ist als der des mesolimbischen Wegs.
Welche Rolle spielt das Dopamin?
Unsere Sichtweise auf die Rolle von Dopamin beim Belohnungssystem hat sich seit den frühesten Forschungen leicht verändert. Einst galt Dopamin als der Neurotransmitter, der für die Verursachung der Lustempfindung verantwortlich war. Heutzutage geht man allerdings davon aus, dass es mit anderen Aspekten der Belohnung als der direkten Lustempfindung zu tun hat. Während die Einzelheiten noch ausgearbeitet werden, haben einige die Vermutung geäußert, dass Dopamin daran beteiligt ist, Erinnerungen an eine Belohnung zu kodieren (z.B. wie man sie erhält, wo sie erhalten wurde) und Umweltreize, die mit der Belohnung verbunden sind, als wichtig einzustufen.
Das Belohnungssystem ist an potenziell süchtig machenden Verhaltensweisen beteiligt. Allerdings sind die Substrate des Vergnügens sind nicht auf die oben erwähnten Strukturen beschränkt. Außerdem ist Dopamin nicht der einzige Neurotransmitter, der an diesem Prozess beteiligt ist. Das Belohnungssystem bezieht sich auf eine Gruppe von Strukturen, die häufig an der Vermittlung lohnender Erfahrungen beteiligt zu sein scheinen. Aber das eigentliche Netzwerk, das sich der Erzeugung der Gefühle widmet, ist wahrscheinlich komplexer.
Referenzen (zusätzlich zum oben verlinkten Text):
Wise RA (1998). Drug-activation of brain reward pathways. Drug and alcohol dependence, 51(1-2): 13-22.
