Studie kartiert frühe strukturelle Schäden bei Störungen des Schizophrenie-Spektrums

Studie kartiert frühe strukturelle Schäden bei Störungen des Schizophrenie-Spektrums

Forscher der Universität Sevilla haben die möglichen Ursachen struktureller Schäden im Gehirn von Patienten mit Schizophrenie-Spektrum-Störungen (SSD) identifiziert. Dies sind Regionen, die im Frühstadium der Erkrankung im Vergleich zu neurotypischen Menschen gleichen Geschlechts und Alters die größten morphologischen Veränderungen aufweisen. Die Studie ergab außerdem, dass Menschen mit SSD eine deutliche Verringerung der strukturellen Ähnlichkeit zwischen verschiedenen Regionen des Temporal-, Cingula- und Insellappens aufweisen.

Eine wachsende Zahl von Studien stützt die Hypothese, dass psychiatrische Erkrankungen zunächst als strukturelle Veränderungen in bestimmten Gehirnregionen auftreten und sich anschließend über die Gehirnkonnektivität auf andere Bereiche ausbreiten. SSDs zeichnen sich durch eine atypische Hirnreifung aus, wie z. B. eine Verringerung des Volumens, der Fläche und der Dicke der Großhirnrinde. Diese Veränderungen, die mit kognitiven Defiziten und schweren Symptomen einhergehen, folgen einem Muster, das die Trennung innerhalb bestimmter Gehirnnetzwerke widerspiegelt.

Die strukturelle Ähnlichkeit zwischen verschiedenen kortikalen Regionen kann mithilfe von Netzwerken geschätzt werden, die auf der Morphometrischen Inversen Divergenz (MIND) basieren, einer Methode, die aus der strukturellen Magnetresonanztomographie (MRT) abgeleitete Merkmale wie Volumen, Oberfläche und kortikale Dicke verwendet. Diese Netzwerke quantifizieren den Grad der morphologischen Ähnlichkeit zwischen verschiedenen Regionenpaaren, wobei verringerte MIND-Werte auf eine geringere strukturelle Ähnlichkeit hinweisen, was als größere morphologische Trennung zwischen den Paaren interpretiert werden kann.

Unter Anwendung dieser neuen Methodik wurden MIND-Netzwerke für 195 gesunde Kontrollpersonen und 352 Personen mit SSD erstellt. Im Vergleich zu gesunden Patienten zeigte diese letztere Gruppe eine signifikante Verringerung der strukturellen Ähnlichkeit, hauptsächlich im Temporal-, Cingula- und Insellappen. Diese Rückgänge waren bei Personen mit einem schlechteren klinischen Status ausgeprägter, der sich durch eine stärkere kognitive Beeinträchtigung und schwerwiegendere Symptome auszeichnete. Die Veränderungen waren hauptsächlich in höherstufigen Assoziationsbereichen lokalisiert, die später ausreifen und für komplexe kognitive Funktionen von grundlegender Bedeutung sind.

Die Studie identifizierte auch die möglichen Ursprünge oder Epizentren struktureller Schäden, definiert als Regionen, die im Frühstadium der Krankheit die größten morphologischen Veränderungen im Vergleich zu den erwarteten Werten für neurotypische Personen gleichen Geschlechts und Alters aufweisen.

Schließlich wurden 46 neurobiologische Merkmale mit den MIND-Netzwerken in Zusammenhang gebracht, was zeigt, dass Regionen mit geringerer Ähnlichkeit bei Personen mit SSD eine hohe Präsenz von Astrozyten und Neurotransmittern wie Dopamin und Serotonin sowie einen verringerten Stoffwechsel und eine verringerte kortikale Mikrostruktur aufweisen.

Diese Ergebnisse liefern Belege für die komplexe Wechselwirkung zwischen struktureller Ähnlichkeit, Reifungsprozessen und der zugrunde liegenden Neurobiologie bei der Bestimmung des klinischen Status von Personen mit SSD. Dieser Ansatz könnte zur Entwicklung struktureller Biomarker und personalisierter Therapiestrategien basierend auf dem biologischen und klinischen Profil jedes Patienten beitragen.

Quellen: