Zentraler Schaltkreis im Gehirn für sexuelle Ablehnung bei Frauen entdeckt

Ein Team der Champalimaud Foundation (CF) hat einen kritischen neuronalen Schaltkreis für sexuelle Zurückweisung identifiziert und eine Gruppe von Gehirnzellen identifiziert, die eine entscheidende Rolle dabei spielen, ob ein Weibchen aufgrund seines Fortpflanzungszyklus Paarungsversuche akzeptiert oder ablehnt. Ihre heute in Neuron veröffentlichten Erkenntnisse vertiefen unser Verständnis davon, wie das Gehirn soziales und reproduktives Verhalten reguliert.

Weibliche Säugetiere, wie Nagetiere, akzeptieren Paarungsversuche nur während ihrer fruchtbaren Phase und lehnen Männchen außerhalb dieser Zeit aktiv ab. Während die Gehirnbereiche, die die sexuelle Empfänglichkeit steuern, gut erforscht sind, sind die Mechanismen hinter der aktiven Ablehnung weniger gut erforscht.

„Sexuelle Zurückweisung ist nicht nur das Fehlen von Empfänglichkeit, sondern ein aktives Verhalten“, erklärt Susana Lima, leitende Autorin und Leiterin des Neuroethologielabors bei CF. „Weibchen zeigen Abwehrreaktionen wie Weglaufen, Treten oder Boxen des Männchens. Wir wollten verstehen, wie das Gehirn zwischen diesen beiden drastisch unterschiedlichen Verhaltenszuständen wechselt.“

Im Mittelpunkt ihrer Forschung steht der ventromediale Hypothalamus (VMH), eine evolutionär alte Gehirnregion, die das soziale und sexuelle Verhalten verschiedener Arten, einschließlich des Menschen, steuert. „Wir vermuteten, dass der VMH eine separate Population von Zellen beherbergt, die für die Ablehnung zuständig sind. Dies beruht auf früheren Bildgebungsexperimenten mit niedriger Auflösung, die VMH-Aktivität sowohl bei der Akzeptanz als auch bei der Ablehnung männlicher Annäherungsversuche zeigten“, sagt Lima.

Das Team konzentrierte sich auf das vordere VMH, einen noch wenig erforschten Bereich, insbesondere auf Zellen, die auf das Hormon Progesteron reagieren, dessen Spiegel während des Fortpflanzungszyklus schwankt. „Diese Neuronen sind ideal, um zu untersuchen, wie das weibliche Gehirn während des Zyklus zwischen Akzeptanz und Ablehnung wechselt“, bemerkt Erstautor Nicolas Gutierrez-Castellanos.

„Das Verständnis dieses Wechsels gibt uns Einblicke, wie das Gehirn Signale aus der Umgebung und dem Körper integriert, um das Verhalten zu formen“, fährt Gutierrez-Castellanos fort. „Es ist ein eindrucksvolles Beispiel dafür, wie derselbe Reiz – in diesem Fall ein eifriges Männchen – je nach innerem Zustand des Weibchens völlig entgegengesetzte Verhaltensweisen hervorrufen kann.“

Mithilfe moderner Techniken wie der Faserphotometrie, die die Gehirnaktivität in Echtzeit durch Messung von Kalziumsignalen verfolgt, beobachteten Forscher das Verhalten dieser progesteronempfindlichen Neuronen sowohl bei empfänglichen als auch bei nicht empfänglichen weiblichen Mäusen während der Interaktion mit Männchen. Die Ergebnisse waren verblüffend: Vordere VMH-Neuronen wurden bei nicht empfänglichen Weibchen hochaktiv, was mit Abwehraktionen wie Treten und Boxen korrelierte, während sie bei empfänglichen Weibchen weit weniger aktiv waren.

„Es scheint, dass progesteronempfindliche Neuronen im vorderen VMH als Torwächter für sexuelle Ablehnung fungieren“, sagt Co-Erstautorin Basma Husain. „Wenn sich ein Weibchen außerhalb seines fruchtbaren Fensters befindet, werden diese Neuronen hochaktiv, was zu einer Ablehnung führt. Aber während der Fruchtbarkeit nimmt ihre Aktivität ab, sodass die Paarung stattfinden kann.“

Die zwei Bedienknöpfe des Gehirns

Wie werden diese Neuronen je nach Fruchtbarkeit an- oder ausgeschaltet? Um dies zu untersuchen, führte das Team elektrophysiologische Experimente durch und maß die Aktivität von progesteronreaktiven Neuronen in Gehirnschnitten. „Wir fanden heraus, dass diese Neuronen bei nicht-empfänglichen Weibchen mehr erregende Signale erhielten, wodurch sie eher aktiviert wurden“, erklärt Gutierrez-Castellanos. „Bei empfänglichen Weibchen erhielten sie mehr hemmende Signale, wodurch ihre Wahrscheinlichkeit einer Aktivierung verringert wurde. Dies ist ein Beweis dafür, wie anpassungsfähig und flexibel neuronale Verbindungen im Hypothalamus – und im Gehirn – sein können.“

„Die Aktivitätsniveaus und das Gleichgewicht zwischen Erregung und Hemmung der progesteronempfindlichen Neuronen im vorderen VMH deuteten stark auf ihre Rolle bei sexueller Ablehnung hin“, sagt Husain. „Um dies zu bestätigen, nutzten wir Optogenetik, um diese Neuronen selektiv mit Licht zu aktivieren.“ Tatsächlich löste die künstliche Stimulation während der fruchtbaren Phase Ablehnungsverhalten wie Treten und Boxen aus. „Es ist, als würde man einen Schalter umlegen – obwohl die Weibchen fruchtbar waren, verhielten sie sich, als wären sie es nicht.“