Frühe Traumata verändern das Gehirn von Männern und Frauen unterschiedlich

Wer als Kind großem Stress ausgesetzt ist, trägt ein erhöhtes Risiko für psychische Erkrankungen. Eine Studie zeigt nun: Frühes Trauma hinterlässt im männlichen und weiblichen Gehirn unterschiedliche Spuren – mit weitreichenden Folgen für die Prävention und Behandlung.

Dass belastende Erlebnisse in der Kindheit das Risiko für Depressionen und Angststörungen im Erwachsenenalter steigern, gilt in der Forschung als gesichert. Weniger klar war bislang, warum Frauen und sexuelle sowie geschlechtliche Minderheiten deutlich häufiger an solchen stressbedingten Erkrankungen leiden als Männer – und warum sich Symptome und Behandlungserfolge zwischen den Geschlechtern so stark unterscheiden.

Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Mathias Schmidt und Elisabeth Binder vom Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München hat nun gemeinsam mit Partnern der McGill University in Montréal und der Université Côte d'Azur eine umfassende Antwort geliefert und im Fachmagazin "PNAS" veröffentlicht.

Frühes Trauma formt das männliche und das weibliche Gehirn über verschiedene – und häufig sogar entgegengesetzte – biologische Mechanismen um, wie die Studienergebnisse zeigen. Die Erkenntnisse stellen damit die bisher vorherrschende, auf Männer ausgerichtete Sichtweise auf stressbedingte psychische Erkrankungen infrage.

Mäuse unter Dauerstress – KI erkennt feine Unterschiede

Um die chronischen Belastungen nachzubilden, denen Menschen in ihrer Entwicklung ausgesetzt sein können, nutzte das Team ein spezielles Mausmodell: Die Tiere erlebten sowohl während der Schwangerschaft als auch in den ersten Lebenstagen erhöhten Stress. Anschließend beobachteten die Forschenden das Verhalten der erwachsenen Mäuse mithilfe von KI-gestütztem Video-Tracking und maschinellem Lernen – Methoden, die laut der Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts subtile Verhaltensmuster sichtbar machen, die in herkömmlichen Tests oft unentdeckt bleiben.

Was beide Geschlechter gemeinsam hatten: Der frühe Stress drängte sie in den sozialen Rangordnungen nach unten. Bei den gestressten Tieren fanden sich ausschließlich untergeordnete Positionen in der Hierarchie. Doch abgesehen von dieser Gemeinsamkeit gingen die Auswirkungen in auffällig unterschiedliche Richtungen.

Männchen erstarren, Weibchen greifen zu Süßem

Gestresste Männchen verloren an Verhaltensflexibilität. Sie verfielen in starre, sich wiederholende Bewegungsmuster und zeigten klassische Anzeichen depressionsähnlichen Verhaltens: So sank etwa ihr Interesse an süßen Belohnungen.

Gestresste Weibchen hingegen behielten ihre Verhaltensflexibilität bei – und griffen sogar häufiger zu süßen Leckereien als ihre nicht gestressten Artgenossinnen. Die Forschenden sehen darin einen grundlegenden geschlechtsspezifischen Unterschied im Umgang mit Belohnungsreizen.

Hirnscans zeigen gegenläufige Veränderungen

Um die biologischen Grundlagen dieser Verhaltensunterschiede zu verstehen, untersuchte das Team die Gehirne der Tiere mit mehreren sich ergänzenden Methoden. Langzeit-MRT-Aufnahmen über eine Woche hinweg offenbarten, dass sich die Aktivität in zentralen Hirnregionen für Stress- und Emotionsverarbeitung bei beiden Geschlechtern veränderte – allerdings in entgegengesetzte Richtungen: Bei gestressten Männchen nahm die Aktivität in diesen Arealen zu, bei gestressten Weibchen dagegen ab.

Zudem verringerte sich bei den gestressten Männchen die Vernetzung zwischen verschiedenen Hirnregionen – bei den Weibchen verstärkte sie sich hingegen.

Unterschiedliche Gene, unterschiedliche Signalwege

Auf molekularer Ebene identifizierte das Team geschlechtsspezifische Veränderungen der Genaktivität in zehn verschiedenen Hirnregionen. Zwei Areale erwiesen sich dabei als besonders bedeutsam:

der Nucleus Accumbens, der eine Schlüsselrolle im Belohnungssystem spielt, und

der sogenannte Bed Nucleus der Stria Terminalis, der für die Verarbeitung von Angst und Bedrohung zuständig ist.

In beiden Regionen regulierte der frühe Stress die Gene bei Männchen und Weibchen in entgegengesetzte Richtungen.

Konkret aktivierte die frühe Belastung bei Männchen vor allem Gene, die mit dem Zellstoffwechsel und der Energieversorgung zusammenhängen. Bei Weibchen hingegen wurden Signalwege angestoßen, die mit der Anpassungsfähigkeit und Vernetzung des Gehirns in Verbindung stehen.

Parallelen zu Depressionen beim Menschen

Als die Forschenden ihre Ergebnisse mit Daten aus Gehirnen verstorbener Menschen verglichen, die an schwerer Depression gelitten hatten, entdeckten sie übereinstimmende geschlechtsspezifische genetische Muster in denselben Hirnregionen. Das deutet darauf hin, dass frühkindlicher Stress das Gehirn von Männern und Frauen über verschiedene biologische Pfade für Depressionen anfällig machen könnte.

Die Studienleitenden Schmidt und Binder ordnen die Ergebnisse als Herausforderung für die bisherige psychiatrische Forschung ein: "Diese Arbeit stellt klassische, männerzentrierte Interpretationen stressbedingter Psychopathologie infrage", erklären sie laut dem Informationsdienst Wissenschaft. Die Erkenntnis, dass frühkindliches Trauma das Gehirn über unterschiedliche und oft gegensätzliche biologische Verläufe präge, liefere einen Baustein für ähnliche Untersuchungen beim Menschen und ebne den Weg für geschlechtsspezifische Biomarker sowie wirksamere therapeutische Strategien.

Die Studie weist allerdings auch Einschränkungen auf: Die Verhaltensmerkmale wurden nur im jungen Erwachsenenalter gemessen, obwohl sich psychische Erkrankungen im Laufe des Lebens verändern können. Zudem lässt sich aus den Daten nicht ableiten, ob die geschlechtsspezifischen Unterschiede auf Hormone, Geschlechtschromosomen oder andere Faktoren zurückgehen.

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Dennoch liefert die Arbeit nach Einschätzung der Forschenden eine umfassende Grundlage, um künftig gezielter und geschlechtergerechter an der Prävention und Behandlung stressbedingter psychischer Erkrankungen zu arbeiten. (red)