Gemeinsames Gehirnnetzwerk verbindet die bei Schizophrenie beobachteten Muster der Hirnatrophie

Eine neue Studie unter der Leitung von Forschern des Mass General Brigham hat ein Hirnnetzwerk identifiziert, das verschiedene Muster von Hirnatrophie im Zusammenhang mit Schizophrenie verbindet.

Durch die Kombination von Neuroimaging-Daten aus mehreren Studien mit mehr als 8000 Teilnehmern fand das Forscherteam ein spezifisches Konnektivitätsmuster der Atrophie, das in verschiedenen Stadien und Symptomen der Schizophrenie auftritt – und sich von Hirnnetzwerken unterscheidet, die mit anderen psychiatrischen Störungen in Verbindung gebracht werden. Die Ergebnisse werden in eine klinische Studie einfließen, die demnächst mit der Rekrutierung von Patienten beginnen wird und in der die mit dem Schizophrenienetzwerk verbundenen Hirnstimulationsstellen untersucht werden.

„Wir haben nach Gemeinsamkeiten zwischen den Berichten über die Auswirkungen der Schizophrenie auf das Gehirn gesucht“, erklärte der korrespondierende Autor Ahmed T. Makhlouf, MD, vom Center for Brain Circuit Therapeutics und medizinischer Leiter des Psychoseprogramms des Brigham and Women’s Hospital. „Wir haben festgestellt, dass die Atrophie an verschiedenen Stellen des Gehirns auftritt, die aber alle mit einem einzigen Netzwerk verbunden sind.

Trotz umfangreicher Bemühungen, die Neuroanatomie der Schizophrenie zu klären, haben unterschiedliche Ergebnisse und methodische Unterschiede das Verständnis der Experten für die mit der Hirnatrophie verbundenen Schaltkreise bislang eingeschränkt.

„Eine Erklärung könnte sein, dass jeder dieselbe Sache aus einem anderen Blickwinkel betrachtet. Wenn mehrere Personen versuchen, verschiedene Teile eines Elefanten mit geschlossenen Augen zu ertasten, werden sie unterschiedliche Dinge beschreiben“, erklärte der Hauptautor Shan H. Siddiqi, MD, ein Psychiater am Brigham’s Center for Brain Circuit Therapeutics. „Unser Ansatz bei dieser Studie war es, den Elefanten zu rekonstruieren“.

Für die Untersuchung wurden Daten aus 90 Studien über Hirnatrophie bei Schizophrenie ausgewertet. Der Datensatz umfasste 1636 Patienten mit kürzlich diagnostizierter Schizophrenie, 2120 Personen mit chronischer Krankheit und etwas mehr als 6000 gesunde Menschen. Die Studie untersuchte auch die Ergebnisse von 927 Personen und 580 Personen mit einem genetischen beziehungsweise klinischen (auf frühen Symptomen beruhenden) hohen Risiko, an Schizophrenie zu erkranken.

Zunächst erstellten die Forscher eine gemeinsame Gehirnkarte, in der die bei Schizophrenie weit verbreiteten Atrophieorte zusammengefasst waren. Dann verwendeten sie eine Technik, die als Coordinate Network Mapping (CNM) bekannt ist, um die Überlappung zwischen den Atrophieorten und den funktionellen Gehirnnetzwerken zu schätzen. Die daraus resultierende Atrophie-Konnektivitätskarte überschnitt sich mit Schizophrenie-assoziierten Hirnregionen, darunter die bilaterale Insula, der Hippocampus und der fusiforme Kortex. Schließlich zeigten die Forscher, dass sich diese Karten von Hirnkonnektivitätskarten unterscheiden, die für alternde Patienten oder solche mit Erkrankungen wie Alzheimer, schweren depressiven Störungen oder Drogenkonsum entwickelt wurden – ein Hinweis darauf, dass das Netzwerk spezifisch für Schizophrenie ist.

Die Forscher fanden heraus, dass das Netzwerk bei Patienten mit unterschiedlichen Symptomen oder in verschiedenen Stadien der Schizophrenie ähnlich war und sich bei der Behandlung mit Antipsychotika nicht wesentlich veränderte. Patienten mit einem hohen Risiko für die Entwicklung einer Schizophrenie wiesen Ähnlichkeiten in der Atrophie auf, aber es gab ein einzigartiges Konnektivitätsmuster bei Patienten, die bereits eine klinische Erkrankung entwickelt hatten. Die Autoren schlagen vor, dass ein besseres Verständnis der Atrophiemuster bei Hochrisikopatienten dazu beitragen könnte, die Wahrscheinlichkeit der Entwicklung einer Schizophrenie vorherzusagen. Die Forscher weisen darauf hin, dass künftige Studien mit patientenspezifischen Konnektomen individualisierte Erkenntnisse liefern könnten. Sie weisen auch darauf hin, dass eine klinische Studie geplant ist, in der die Konnektivität der Stimulationsorte mit dem identifizierten Schizophrenienetzwerk durch transkranielle Magnetstimulation untersucht werden soll.

„Es gibt eine Debatte darüber, ob Schizophrenie eine neurodegenerative Erkrankung ist oder nicht“, erklärte Makhlouf. „Unsere Studie zeigt, dass es ein einzigartiges und einheitliches Netzwerk gibt, das ein zentrales Merkmal der Schizophrenie sein könnte.“