Mediziner haben Ungewöhnliches im Gehirn von Alzheimer-Patienten entdeckt: Im Gegensatz zu Gesunden gelingt es den Kranken nicht, überflüssige Hirnaktivität abzuschalten. Damit fehlt ihnen die Fähigkeit sich auf das Wesentliche zu konzentrieren. Die Ergebnisse der Studie könnten nach Angaben der Wissenschaftler zu Fortschritten bei der Früherkennung und Therapie von Alzheimer führen.
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Bei Alzheimer-Patienten sterben nach und nach die Nervenzellen im Gehirn. Aus diesem Grund konzentrierte sich die Forschung bislang auf die Suche nach den Gebieten im Gehirn, die besonders wenig Aktivität zeigen. „Wir sind nun einem neuen Forschungsansatz nachgegangen“, berichtet Dr. Alexander Drzezga von der Nuklearmedizinischen Klinik der Technischen Universität München im Fachmagazin „PLoS“. „Wir wollten herausfinden, inwieweit Alzheimer-Patienten die Fähigkeit verlieren, Gehirnareale zu deaktivieren.“
Aufgabenteilung im Gehirn
Das klingt zunächst erstaunlich. Doch viele Denkleistungen erfordern nicht nur eine Aktivierung des Gehirns, sondern gleichzeitig auch eine Deaktivierung. Während Sie das hier lesen, feuern Millionen ihrer Nervenzellen im hinteren Teil ihres Großhirns, dem Sehzentrum.
Flüstert ihnen jetzt jemand etwas zu, dann überhören sie es womöglich. Denn die Aktivität im seitlichen Teil des Gehirns – dort, wo das Hörzentrum sitzt – wurde aktiv gedrosselt. So stellt das Gehirn sicher, dass sie sich genau auf das konzentrieren können, was wesentlich ist. Würden alle sensorischen Eindrücke – Buchstaben, Laute, Düfte – gleichzeitig und gleich stark die verschiedenen Hirnareale aktivieren, dann fiele es uns schwer einen klaren Gedanken zu fassen. Genau so ergeht es aber möglicherweise Alzheimer-Patienten.
Computerspiel für die Forschung
Um herauszufinden, wie die Balance zwischen Aktivierung und Deaktivierung im Gehirn von Alzheimer-Patienten funktioniert, untersuchten Drzezga und sein Team eine Gruppe von 32 Versuchspersonen. Elf Versuchspersonen waren gesund, zehn litten unter einer so genannten leichten kognitiven Störung (LKS) und elf waren Alzheimer-Patienten. Menschen mit einer leichten kognitiven Störung zeigen zwar noch nicht die voll ausgeprägten Symptome der Alzheimer-Erkrankung, sind aber gefährdet die Krankheit zu entwickeln.
Alle Versuchsteilnehmer wurden aufgefordert eine einfache Orientierungsaufgabe am Computer zu lösen. Dafür mussten sie in einer dreidimensionalen Umgebung von Punkt A nach Punkt B finden. Während sie versuchten, die Aufgabe zu meistern, wurde ihre Gehirnaktivität mithilfe eines Positronen-Emissions-Tomographen (PET) gemessen.
Orientierungsschwierigkeiten gehören mit zu den frühesten Anzeichen einer Alzheimer-Erkrankung. Daher sind solche Aufgaben gut geeignet um die kognitiven Probleme der Patienten zu ergründen.
Wahrnehmung bleibt stecken
„Wir waren erstaunt, wie deutlich die Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen waren“, kommentiert Drzezga die Ergebnisse. Bei den Gesunden waren vor allem höhere, so genannte assoziative Zentren des Gehirns aktiv. Dort werden Wahrnehmungen interpretiert und in Zusammenhang gebracht. Bei den Versuchspersonen mit leichten kognitiven Störungen und den Alzheimer-Patienten blieben die Neuronen in diesen Arealen fast stumm. Sie benutzten hauptsächlich vorgeschaltete Zentren, die der schlichteren Wahrnehmungsverarbeitung dienen.
„Bei Alzheimer-Patienten“, so die Interpretation von Drzezga „landen die wahrgenommenen Eindrücke auf immer niedrigerem Niveau.“ Das spiegelt auch den Alltag der Patienten wieder. Sie sehen zwar einen Menschen, können aber beispielsweise nicht mehr die Assoziation „meine Tochter“ bilden.
Wer nicht hören will, sieht besser
Den spannendste Unterschied zwischen den Versuchsgruppen fanden die Forscher an ganz anderer Stelle im Gehirn – im Hörzentrum. Bei den gesunden Versuchspersonen hatte dieser Teil der Großhirnrinde während der Orientierungsaufgabe nahezu alle Aktivität eingestellt. Bei den anderen beiden Gruppen feuerten die Nervenzellen des Hörzentrums fast ungedrosselt weiter.
Dabei zeigte sich ein statistisch eindeutiger Zusammenhang: Je schwächer die Denkleistungen der Versuchspersonen umso geringer die Deaktivierung des Hörzentrums. „Es scheint, dass Alzheimer-Patienten und Menschen, die kurz davor stehen eine Alzheimer-Krankheit zu entwickeln nach und nach die Fähigkeit verlieren unbedeutende Sinneseindrücke auszublenden“, fasst Drzezga zusammen.
Neue Wege für Früherkennung und Therapie
Mit diesem neuen Einblick in die Krankheit könnten sich auch neue Wege für die Früherkennung und die Therapie eröffnen. Mithilfe der im Test verwendeten Orientierungsaufgabe und der nun erhobenen Vergleichsdaten könnte beispielsweise die Wirkung von neuen Medikamenten auf die Deaktivierung untersucht werden. Möglich wäre zudem die Entwicklung einer kognitiven Therapie, die Alzheimer-Patienten hilft, sich gezielt auf einzelne Sinneseindrücke zu konzentrieren und andere auszublenden.
„In Zukunft möchten wir auch herausfinden“, so der Nuklearmediziner, „ob sich die reduzierte Deaktivierung im Hörzentrum des Gehirns für die Früherkennung der Krankheit nutzen lässt.“ Die Hälfte der Versuchsteilnehmer, die unter leichten kognitiven Einbußen litt, hat bereits Alzheimer entwickelt. Wäre man in der Lage, die Erkrankung schon lange vorher zu erkennen, würden die Chancen für einen rechtzeitigen Medikamenteneinsatz steigen.
(idw – TU München, 20.09.2005 – DLO)
