Frontotemporale Demenz kann die gleichen Gehirnnetzwerke wie Schizophrenie betreffen
Die Forscher verglichen zunächst Schizophrenie und frontotemporale Demenz, Störungen, die in den Frontal- und Temporallappenregionen des Gehirns lokalisiert sind. Diese Idee geht auf Emil Kraepelin zurück, der 1899 den Begriff „Demenz praecox“ prägte, um den fortschreitenden geistigen und seelischen Verfall junger Patienten zu beschreiben. Sein Vorgehen wurde schnell in Frage gestellt, da nur etwa 25 Prozent der Betroffenen einen so schlechten Verlauf zeigten. Aber jetzt haben Wissenschaftler mit Hilfe von Bildgebung und maschinellem Lernen den ersten soliden Beweis für neuroanatomische Muster in diesem Teil des Gehirns bei Patienten gefunden, die der Signatur von Patienten mit frontotemporaler Demenz ähneln. Kraepelin hatte wahrscheinlich in einigen Teilen Recht.
Der deutsche Psychiater Emil Kraepelin gründete sowohl das Max-Planck-Institut für Psychiatrie als auch die Psychiatrische Klinik der Ludwig-Maximilians-Universität in München.
© MPI für Psychiatrie
Der deutsche Psychiater Emil Kraepelin gründete sowohl das Max-Planck-Institut für Psychiatrie als auch die Psychiatrische Klinik der Ludwig-Maximilians-Universität in München.
© MPI für Psychiatrie
Nur selten greifen Grundlagenforscher auf scheinbar widerlegte Erkenntnisse zurück, die über 120 Jahre alt sind. Im Fall von Nikolaos Koutsouleris und Matthias Schroeter, die beide Forscher und Mediziner sind, war sogar dies die treibende Kraft. Das ist Emil Kraepelin und sein 1899 geprägter Begriff „Demenz praecox“. So definierte er junge Erwachsene, die sich zunehmend der Realität entziehen und in einen irreversiblen, demenzähnlichen Zustand verfallen. Kraepelin erlebte die Widerlegung seiner Definition, bereits Anfang des 20. Jahrhunderts wurde für diese Patienten der Begriff „Schizophrenie“ verwendet, da die Krankheit nicht bei allen Betroffenen einen so schlimmen Verlauf nimmt.
Kraepelin die Idee einer frontotemporalen Erkrankung hatte, vermutete er, dass der Grund für die teils dramatischen Entwicklungen oder Rückbildungen der Patienten in den Frontal- und Temporallappenbereichen des Gehirns liege. Dort werden Persönlichkeit, Sozialverhalten und Empathie gesteuert. „Diese Idee ging jedoch verloren, weil in den Gehirnen dieser Patienten keine pathologischen Anzeichen neurodegenerativer Prozesse wie bei der Alzheimer-Krankheit gefunden wurden“, sagt Koutsouleris, der an Kraepelins Standorten am Max-Institut für Psychiatrie und der Ludwig-Maximilians-Universität arbeitet. und fährt fort: “Seit ich Psychiater geworden bin, wollte ich diese Frage untersuchen”.
15 Jahre später hatte der Wissenschaftler mit ausreichend großen Datensätzen, bildgebenden Verfahren und maschinellen Lernalgorithmen die Werkzeuge zur Hand, um möglicherweise Antworten zu finden. Den richtigen Partner hatte er in Matthias Schroeter gefunden, der am Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften zu neurodegenerativen Erkrankungen, insbesondere der frontotemporalen Demenz, forscht.
Ähnlichkeiten zwischen Schizophrenie und frontotemporaler Demenz?
Frontotemporale Demenz (FTD), insbesondere die Verhaltensvariante (bvFTD), ist im Frühstadium schwer zu erkennen, da sie oft mit Schizophrenie verwechselt wird. Die Gemeinsamkeiten liegen also auf der Hand: Persönlichkeit und Verhalten der Betroffenen verändern sich in beiden Gruppen. Es beginnt eine oft dramatische Entwicklung für die Betroffenen und ihre Familien. Da beide Krankheiten in den Stirn-, Schläfen- und Inselregionen des Gehirns lokalisiert sind, lag es nahe, sie direkt zu vergleichen. „Sie scheinen ein ähnliches Spektrum an Symptomen zu haben, also wollten wir nach gemeinsamen Signaturen oder Mustern im Gehirn suchen“, beschreibt Koutsouleris seinen Plan.
Mit einem internationalen Team nutzten Koutsouleris und Schroeter künstliche Intelligenz, um neuroanatomische Klassifikatoren für beide Krankheiten zu trainieren, die sie auf Gehirndaten verschiedener Kohorten anwenden konnten. Das Ergebnis: 41 Prozent der Schizophrenie-Patienten wurden vom bvFTD-Klassifikator als bvFTD-Patienten identifiziert. „Als wir das bei schizophrenen Patienten sahen, waren wir überrascht, ein Hinweis auf eine Ähnlichkeit zwischen den beiden Erkrankungen“, erinnern sich Koutsouleris und Schroeter.
Das Forschungsteam stellte fest, dass je höher der bvFTD-Score der Patienten war, der die Ähnlichkeit zwischen den beiden Krankheiten misst, desto wahrscheinlicher war es, dass sie einen „bvFTD“-Phänotyp hatten und desto geringer war die Verbesserung der Symptome über zwei Jahre.
Ein 23-jähriger Patient erholt sich nicht
Neuroanatomische Muster der Verhaltensvariante der frontotemporalen Demenz (oben) und Schizophrenie
Neuroanatomische Muster der Verhaltensvariante der frontotemporalen Demenz (oben) und Schizophrenie
„Ich wollte nur wissen, warum sich mein 23-jähriger Patient mit den beginnenden Schizophrenie-Symptomen wie Halluzinationen, Wahnvorstellungen und kognitiven Defiziten nach zwei Jahren überhaupt nicht gebessert hatte, während ein anderer, dem es anfangs genauso schlecht ging, seine fortsetzte Ausbildung und fand eine Freundin. Immer wieder sah ich diese jungen Leute, mit denen kein Weiterkommen möglich war”, schildert Koutsouleris.
Als die Forscher die Zusammenhänge auch bei Hochrisikopatienten wie dem 23-Jährigen überprüften, fanden sie auf neuroanatomischer Ebene eine Bestätigung dessen, was Kraepelin zuerst beschrieben hatte: keine Besserung des Zustands einiger Patienten, ganz im Gegenteil Ähnliche neuronale Strukturen waren betroffen, insbesondere das sogenannte „Default Mode“-Netzwerk und das Salienznetzwerk des Gehirns, das für die Steuerung von Aufmerksamkeit, Empathie und Sozialverhalten zuständig ist, zeigten Volumenreduktionen im Bereich der grauen Substanz, in der sich der Nerv befindet Zellen. Bei bvFTD sterben bestimmte Neuronen ab (von Economo Neurone), bei Schizophrenie werden diese Nervenzellen ebenfalls verändert. Dies spiegelte sich im neuroanatomischen bvFTD-Score wider: Nach einem Jahr hatte er sich bei diesen Schwerbetroffenen verdoppelt. Zum Vergleich hatten die Wissenschaftler auch den Alzheimer-Score mit einem bestimmten Klassifikator berechnet und keine derartigen Effekte gefunden. „Damit lässt sich der Begriff der Demenz praecox nicht mehr ganz aus der Welt schaffen. Wir liefern den ersten handfesten Beweis, dass Kraepelin zumindest bei einem Teil der Patienten nicht falsch lag“, fasst Schroeter zusammen.
Experten können damit heute oder in naher Zukunft vorhersagen, welcher Untergruppe Betroffene angehören. „Man kann dann frühzeitig mit einer intensiven therapeutischen Begleitung beginnen, um das verbleibende Genesungspotenzial auszuschöpfen“, fordert Koutsouleris. Darüber hinaus könnten für diese Untergruppe neue personalisierte Therapien entwickelt werden, die die Entwicklung und Vernetzung betroffener Neuronen mit anderen Teilen des Gehirns fördern und sie vor dem Tod bewahren.