Schizophrenie verändert Blutfluss im Gehirn

Schizophrene Patienten haben im Vergleich zu Gesunden eine verringerte Durchblutung in Teilen des Frontalhirns. Das zeigt ein neues bildgebendes Verfahren, das ohne Kontrastmittel und Strahlung auskommt. Stattdessen wird Blut magnetisch markiert. Die bei Schizophrenie-Patienten betroffenen Regionen übernehmen wichtige kognitive Funktionen wie Entscheidungsfindung, Planung, Urteilsvermögen und Impulskontrolle.

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Der Mathematiker und Nobelpreisträger John Forbes Nash, der Maler Vincent van Gogh und der Physiker Isaac Newton – sie alle litten an Schizophrenie. Diese Krankheit trifft 45 Millionen Menschen weltweit und ist damit die dritthäufigste psychische Erkrankung. Betroffene hören oftmals Stimmen oder leiden unter Verfolgungs- oder Größenwahn, Zwangshandlungen und schweren Depressionen. Ihr oft bizarres Verhalten, ihre Ängste und Zurückweisungen befremden ihr Umfeld und führen zur sozialen Isolation.

Untersuchung bisher nur mit radioaktiven Kontrastmitteln

Dank moderner bildgebender Verfahren ist es Hirnforschern heute möglich, den Turbulenzen im Kopf auf die Spur zu kommen. Obwohl die genauen Ursachen der Schizophrenie nach wie vor unbekannt sind, weiß man, dass bei Erkrankten gewisse Hirnregionen nicht nach Plan funktionieren. Es sind Areale, in denen höchste gedankliche Leistungen vollbracht werden, wie etwa das Planen, Entscheiden und Verarbeiten von Gedächtnisinhalten.

Die Wissenschaftler sind bei ihrer Suche nach Aktivitätsmustern im Gehirn bislang auf nuklearmedizinische Techniken wie Einzelphotonen-Emissions-Tomographie (SPECT) und Positronen-Emissions-Tomographie (PET) angewiesen. Der Nachteil: Beide Verfahren arbeiten mit radioaktiven Substanzen, die dem Patienten als Kontrastmittel vor der Aufnahme mit einer speziellen Kamera injiziert werden und von denen radioaktive Strahlung ausgeht. Die Untersuchung ist teuer und kann wegen der Strahlenbelastung nicht beliebig oft wiederholt werden.

Magnetismus statt Strahlung

Forscher der Universität Bonn haben nun erstmals eine schonendere Technik angewendet, um Blutfluss im Gehirn schizophrener Patienten zu messen. „Dabei konnten wir auf belastende Röntgenstrahlen oder die Gabe von Kontrastmitteln komplett verzichten“, erläutert Lukas Scheef von der Radiologischen Klinik der Universität Bonn. Die Methode nennt sich Continuous Arterial Spin Labeling (CASL) und ist eine spezielle Form der Magnetresonanz-Tomographie.

Das Prinzip: Das arterielle Blut wird im Halsbereich des Patienten durch ein Hochfrequenzsignal magnetisch markiert, bevor es einen bestimmten Abschnitt des Gehirns erreicht. Nach einer gewissen Zeit, in der sich das markierte Blut im Gehirn verteilt hat, wird ein Bild aufgenommen. Durch Subtraktion zweier Bilder, davon eines mit markiertem Blut und eines ohne Markierung, lässt sich die Blutversorgung in jeder beliebigen Region des Gehirns berechnen.

Geringere Durchblutung im Frontalhirn

Die Bonner Forscher verglichen auf diese Weise den Blutfluss im Gehirn von elf Schizophrenie-Patienten mit dem bei 25 gesunden Kontrollpersonen. Das Ergebnis: Schizophrene Patienten zeigten im Vergleich zu Gesunden eine stärkere Durchblutung im Kleinhirn, Hirnstamm und Thalamus und einen geringeren Blutfluss in Teilen des Frontalhirns. Diese Regionen übernehmen eine Vielzahl kognitiver Funktionen, wie Entscheidungsfindung, Planung, Urteilsvermögen und Impulskontrolle.

Die Blutflussmuster, welche die Bonner Forscher aufspürten, decken sich weitestgehend mit den Ergebnissen aus PET-und SPECT- Untersuchungen. „Wir wollten testen, ob die CASL-Technik empfindlich genug ist, um Unterschiede im Blutfluss nachzuweisen, und das ist uns erfolgreich gelungen“, freut sich Scheef. Die Hirnforschung wird damit in Zukunft neben den nuklearmedizinischen Techniken ein weiteres effektives Werkzeug an der Hand haben, um dem Gehirn bei der Arbeit zuzuschauen. Das gilt jedoch nicht nur für die Schizophrenie. Auch degenerative Erkrankungen wie Alzheimer lassen sich so kostengünstig und schnell unter die Lupe nehmen.

(Universität Bonn, 30.06.2010 – NPO)