Professor
Labor für Systemneurobiologie
Forscher des Howard Hughes Medical Institute
Wylie Vale Stuhl
Die Fähigkeit, auf Umweltreize, wie das Ausweichen vor einem Raubtier oder die Annäherung an eine Nahrungsquelle, mit geeigneten Entscheidungen zu reagieren, ist überlebenswichtig. Es gibt zwei Klassen motivierter Verhaltensweisen: Lust suchen und Schmerz vermeiden. Obwohl die meisten Tiere in der Lage sind, positive oder negative Wertigkeiten mit Umweltreizen zu assoziieren, um zu gedeihen, beginnen wir gerade erst, die neuronalen Schaltkreismechanismen zu verstehen, die die Bildung, den Abruf oder die Löschung eines assoziativen Gedächtnisses steuern.
Wenn die neuronalen Schaltkreise, die Belohnungsverarbeitung, Angst, Motivation, Gedächtnis oder Hemmungskontrolle vermitteln, gestört sind, können wir eine Reihe von Krankheitszuständen wie Drogenmissbrauch, Aufmerksamkeitsdefizitstörung, Angstzuständen und Depressionen beobachten. Diese gehören zu den häufigsten neuropsychiatrischen Erkrankungen und weisen eine hohe Koexistenzrate auf, da bei Patienten, bei denen Angst- oder Stimmungsstörungen diagnostiziert wurden, die Wahrscheinlichkeit, eine Substanzmissbrauchsstörung zu entwickeln, etwa doppelt so hoch ist.
Kay Tyes Labor versucht, die neuronalen Schaltkreise von Emotionen zu verstehen, die zu motivierten Verhaltensweisen wie sozialer Interaktion, Belohnungssuche und Vermeidung führen. Ihr Labor verwendet einen multidisziplinären Ansatz, der zellulare Auflösungsaufzeichnungen, Verhaltenstests und Optogenetik umfasst, eine Technik, die bestimmte Zellen mit Licht aktiviert, um mechanistische Erklärungen dafür zu finden, wie diese emotionalen und motivierenden Zustände das Verhalten bei Gesundheit und Krankheit beeinflussen. Sie konzentriert sich auf einen Bereich des Gehirns namens Amygdala sowie auf einen miteinander verbundenen Schaltkreis namens Limbisches System, der an emotionalen Zuständen wie Angst beteiligt ist. Mithilfe der Optogenetik kann sie bestimmte Neuronen in der Amygdala steuern, um deren Funktion, genetische Signatur und Kommunikationsmuster zu entschlüsseln. Ihr Labor hat gezeigt, dass diese Unterschiede entweder zu einer positiven oder negativen Verstärkung im Gehirn führen. Dies könnte erklären, warum beispielsweise das Geräusch eines Schusses für einen Flüchtling, der einen Krieg erlebt hat, stressig ist, bei einem Läufer, der kurz vor dem Start eines Rennens steht, jedoch Aufregung auslöst. Die Erkenntnisse aus Tyes Labor könnten dazu beitragen, Behandlungen für eine Vielzahl neuropsychiatrischer Erkrankungen wie Angstzustände, Depressionen, Sucht und Beeinträchtigungen des Sozialverhaltens zu liefern.
Tye leistete Pionierarbeit bei der Verwendung projektionsspezifischer optogenetischer Manipulationen zur Untersuchung neuronaler Schaltkreise und Verhaltensweisen im Zusammenhang mit Angstzuständen und sozialer Interaktion.
Mithilfe dieser fortschrittlichen Bildgebungstechniken entdeckte das Tye-Labor, wie unterschiedliche Amygdala-Schaltkreise angstbedingtes Verhalten und soziale Interaktionen verstärken oder verringern können. Die Manipulation bestimmter Schaltkreise könnte zu Behandlungen neuropsychiatrischer Störungen führen.
Tye hat die neuronalen Schaltkreismechanismen aufgedeckt, die zwanghaftem Belohnungsverhalten (für Saccharose, Essen, Alkohol) zugrunde liegen.
BS, Gehirn- und Kognitionswissenschaften, Nebenfach Biologie, Massachusetts Institute of Technology
PhD, Neurowissenschaften, University of California in San Francisco
