Die Entwicklung und Anwendung hochauflösender Analysen zur Untersuchung von Modulatoren des sozialen Explorationsverhaltens bei Mäusen

Abstract

Soziale Verhaltensweisen als zentrales Element des gesellschaftlichen Zusammenlebens sind von zunehmender Bedeutung im verhaltensbiologischen, sowie neuropsychiatrischen Kontext. Hochauflösende Analysen stellten die Forschung bislang vor methodische Herausforderungen, konnten jedoch durch jüngste technische Entwicklungen zunehmend verbessert werden. Die somit verfügbaren Untersuchungen subtiler Veränderungen komplexer Verhaltensweisen eröffnen neue Möglichkeiten und Erkenntnisgewinne insbesondere in Bezug auf modulierende Einflussgrößen sozialer Verhaltensweisen. Diese Arbeit widmet sich der hochauflösenden Untersuchung dreier relevanter Modulatoren sozialer Verhaltensweisen: die Freisetzung von Oxytocin, die Ausbildung eines sozialen Gedächtnisses und die Bewältigung sozialer Niederlagen. Dabei wurden Videoaufzeichnungen der beiden experimentellen Paradigmen Social Interaction und „Social Defeat“ betrachtet. Die Kombination der leistungsfähigen Anwendungen Deeplabcut und SimBA ermöglichte die Entwicklung eines innovativen methodischen Ansatzes zur Durchführung hochauflösender maschineller Verhaltensanalysen. Auswertungen des ersten Abschnitts zeigten einen signifikanten Einfluss von Oxytocin durch die Verringerung des Annäherungsverhalten von Mäusen und wahrscheinlichere Verhaltensübergänge von Annäherungen hin zur Exploration von Artgenossen. Eine derartige Verschiebung von Quantität hin zur Qualität sozialer Explorationen könnte die Folge einer gezielten Modulation der olfaktorischen Reizverarbeitung über den anterioren olfaktorischen Nucleus (AON) sein. Dies unterstützt die Erkenntnisse bisheriger Forschungsprojekte und ergänzt sie durch die differenziertere Betrachtung spezifischer Parameter wie Annäherungshäufigkeit, Übergangswahrscheinlichkeiten und komplexer Verhaltenssequenzen. Im zweiten Abschnitt wurde die Ausbildung eines sozialen Gedächtnisses in Zusammenhang mit der Ausprägung explorativer Verhaltensweisen untersucht. Dazu erfolgte die zusätzliche Betrachtung neuronaler Korrelate durch elektrophysiologische Messungen innerhalb des AON. Hochauflösende Verhaltensanalysen ermöglichten hierbei die Differenzierung zwischen der Häufigkeit und Gesamtdauer sozialer Interaktionen. Hierbei zeigte sich eine signifikante Korrelation zwischen der Häufigkeit sozialer Interaktionen und der Wiedererkennung bekannter Artgenossen. Der dritte Abschnitt der Arbeit untersuchte, ob Verhaltensreaktionen bei sozialen Aggressionsereignissen („Social Defeat“) im Zusammenhang mit langfristigen Veränderungen der sozialen Rangordnung stehen. Dabei zeigte sich die prädiktive Bedeutung von Distanzanalysen, Fluchtverhalten und Ortspräferenzen. Reaktive Verhaltensanpassungen im Rahmen sozial aversiver Situationen könnten als Indikatoren der individuellen Resilienz fungieren. Zusammenfassend bietet diese Arbeit durch die Anwendung verfeinerter Analysemethoden tiefergehende Einblicke in die Ausprägung und Entwicklung sozialer Verhaltensweisen, sowie die Beurteilung ausgewählter neurobiologischer Modulatoren. Die dabei gewonnenen Ergebnisse ergänzen bisherige Forschungsprojekte der Verhaltensbiologie und Neurowissenschaften und bieten vielversprechende Ansätze zur künftigen Erforschung psychiatrischer Erkrankungen. Eine Weiterentwicklung zugrundeliegender Methoden könnte künftig weitere Erkenntnisse über die Mechanismen sozialer Defizite liefern und entscheidenden Einfluss auf die Entwicklung innovativer therapeutischer Ansätze nehmen.