Alzheimer-Krankheit: Gehirnwellen könnten sie mehr als zwei Jahre vor der Diagnose vorhersagen

Eine neue Studie deutet darauf hin, dass eine feine Veränderung der Gehirnwellenaktivität die Alzheimer-Krankheit mehr als zwei Jahre vor der Diagnose vorhersagen könnte.

Das Signal könnte sich als empfindlicher Biomarker für einen kognitiven Abbau erweisen.

MEG untersucht frühe Anzeichen der Alzheimer-Krankheit

Mithilfe der nicht invasiven Magnetenzephalografie (MEG) untersuchten Neurowissenschaftlerinnen und Neurowissenschaftler der Brown University in den USA, der Universidad Complutense de Madrid in Spanien und der Universidad de La Laguna die Gehirnwellenaktivität im Ruhezustand von 85 Personen mit diagnostizierter leichter kognitiver Beeinträchtigung.

Dabei stellte das Team deutliche Unterschiede in den Gehirnwellenmustern jener Teilnehmenden fest, die später an Alzheimer erkrankten. Bei ihnen traten Beta-Wellen seltener auf, waren schwächer ausgeprägt und dauerten kürzer als bei Personen, deren Erkrankung im selben Zeitraum nicht zu Alzheimer fortschritt.

„Wir haben ein Muster in den elektrischen Signalen der Gehirnaktivität erkannt, das vorhersagt, welche Patientinnen und Patienten innerhalb von zweieinhalb Jahren mit der höchsten Wahrscheinlichkeit an der Krankheit erkranken werden“, sagt Stephanie Jones von der Brown University, Mitautorin und Neurowissenschaftlerin.

„Zum ersten Mal einen neuen frühen Marker für das Fortschreiten der Alzheimer-Krankheit im Gehirn nicht invasiv beobachten zu können, ist ein sehr spannender Schritt.“

Beta-Wellen als möglicher Biomarker für kognitiven Abbau

Die Muster passen zu einer entscheidenden Veränderung der Beta-Wellenaktivität, die bei gesunden Menschen üblicherweise etwa ab dem 60. Lebensjahr einsetzt. Ab dann nehmen diese Aktivitätsschübe tendenziell ab; bei Menschen mit Alzheimer verläuft dieser Rückgang jedoch meist schneller.

Neuere MEG-Studien brachten minimale Veränderungen der Gehirnwellen mit Lernen, Gedächtnis und exekutiven Funktionen in Verbindung. Das stützt den Einsatz dieser Methode „als Biomarker für kognitive Beeinträchtigungen“.

Entscheidend ist allerdings, wie die MEG-Messdaten ausgewertet werden. Häufig werden sie als Mittelwerte analysiert, doch nach Ansicht der Forschenden kann dieses Vorgehen wesentliche Details übersehen. Für die neue Studie nutzten sie daher eine genauere Analysemethode.

Kürzere Beta-Wellen und gehemmte kognitive Kontrolle

Bei den Personen, die später Alzheimer entwickelten, waren die Beta-Wellen-Ausbrüche letztlich kürzer. Einige Hinweise sprechen dafür, dass Beta-Wellen-Ausbrüche im gesamten Gehirn ein Kennzeichen inhibitorischer Kontrolle darstellen.

Die Forschenden vermuten deshalb, dass die Fähigkeit, Beta-Wellen-Ausbrüche an die jeweilige kognitive Aufgabe anzupassen, für eine optimale Funktion erforderlich ist.

Der bei den später an Alzheimer Erkrankten beobachtete kognitive Abbau „könnte unmittelbar mit einem Mangel an inhibitorischer kognitiver Kontrolle zusammenhängen“, schreiben die Forschenden.

Diese Annahme stimmt mit einer führenden Hypothese überein, wonach die Alzheimer-Krankheit in ihren frühesten Stadien durch übererregbare Neuronen gekennzeichnet ist.

„Nachdem wir nun Merkmale von Beta-Ereignissen identifiziert haben, die das Fortschreiten der Alzheimer-Krankheit vorhersagen, besteht unser nächster Schritt darin, die Entstehungsmechanismen mithilfe computergestützter neuronaler Modellierungswerkzeuge zu untersuchen“, sagt Jones.

„Wenn wir nachbilden können, was im Gehirn schiefläuft und dieses Signal erzeugt, können wir gemeinsam mit unseren Kooperationspartnern Therapeutika testen, die das Problem möglicherweise korrigieren können.“

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Imaging Neuroscience veröffentlicht.