Ein spezifisches Muster der Gehirnschaltung kann dabei helfen, vorherzusagen, ob Patienten mit einem Risiko für Psychosen weiterhin Schizophrenie entwickeln werden, wie neue bildgebende Untersuchungen nahe legen.
Dr. Tyrone Cannon
In einer Studie mit 182 Patienten, bei denen ein klinisch hohes Risiko für Psychosen besteht, zeigten die Ergebnisse von funktionellen MRT-Scans (fMRT) einen signifikanten Zusammenhang zwischen einer erhöhten Konnektivität im cerebello-thalamo-kortikalen Netzwerk zu Studienbeginn und der späteren Entwicklung der Störung.
Die Forscher stellen fest, dass diese Darstellung einer "intrinsischen" merkmalsähnlichen "Abnormalität in der Gehirnarchitektur bei Patienten, die auf Schizophrenie umgestellt wurden, stärker ausgeprägt war als bei Patienten, die dies nicht taten. Die Abnormalität war auch mit Symptomen einer Desorganisation verbunden und war ein Hinweis auf die Umstellungszeit auf Psychose.
In einer zweiten Patientenprobe wurde festgestellt, dass nur diejenigen mit einer früheren Diagnose einer Schizophrenie dieses Muster der Hyperkonnektivität aufweisen. Personen mit der Diagnose einer bipolaren Störung oder einer Aufmerksamkeitsdefizit- / Hyperaktivitätsstörung (ADHS) sowie ihre gesunden Altersgenossen zeigten dieses Muster nicht.
"Neu ist, dass wir eine Methode verwendet haben, um zu bewerten, wie die Konnektivität verschiedener Hirnnetzwerke über eine ganze Reihe von Aufgaben hinweg funktioniert, nicht nur über eine einzelne Aufgabenbedingung oder ein Paradigma", so der leitende Autor Tyrone D. Cannon, PhD, Professor für Psychologie und Psychiatrie an der Yale University in New Haven, Connecticut, berichtete Medscape Medical News.
"Das Interessante an dem erkannten Muster ist, dass sehr große Komponenten davon mit diesen integrierten Gehirnregionen zusammenhängen, die an der Fehlerüberwachung sowie am Timing und der Koordination des Informationsflusses beteiligt sind", sagte Cannon.
"Wir waren angenehm überrascht, weil diese besonderen Regionen und ihre besonderen Rollen uns helfen könnten zu verstehen, warum Menschen mit psychotischen Erkrankungen solche Probleme mit Denken, Glauben und Wahrnehmung haben", fügte er hinzu.
Die Ergebnisse wurden online am 21. September in Nature Communications veröffentlicht.
"Das Verständnis der grundlegenden Veränderungen der Gehirnfunktion, die zu psychotischen Störungen führen, bleibt eine große Herausforderung in der klinischen Neurowissenschaft", schreiben die Forscher.
"Insbesondere ist nicht bekannt, ob ein staatlich unabhängiger Biomarker möglicherweise den Beginn einer Psychose vorhersagen und Patienten unabhängig vom Paradigma von gesunden Kontrollen unterscheiden kann", fügen sie hinzu.
Um dem entgegenzuwirken, bewerteten sie Multiparadigmen-fMRI-Daten aus zwei verschiedenen Kohorten: der nordamerikanischen Prodrom-Längsschnittstudie (NAPLS-2) und der Studie des Konsortiums für neuropsychiatrische Phänomik (CNP).
Das NAPLS-2-Projekt, an dem Teilnehmer von acht Standorten in den USA und Kanada rekrutiert wurden, lieferte Daten zu 302 Teilnehmern, darunter 120 Teilnehmer, die als gesunde Kontrollpersonen fungierten. Die verbleibenden 182 hatten zu Studienbeginn ein klinisch hohes Risiko für Psychosen. Von diesen konvertierten 19 zur Psychose und 163 nicht.
"In Gefahr" wurde definiert als "kürzlich aufgetretenes Auftreten einiger psychotischer Merkmale, die zusammen ein hohes Risiko für Psychosen innerhalb eines Zeitraums von etwa zwei Jahren ab dem Zeitpunkt ihrer erstmaligen Feststellung anzeigen", erklärte Cannon.
Alle Teilnehmer wurden fMRT-Scans nach fünf Paradigmen unterzogen: Ruhezustand, verbales Arbeitsgedächtnis, Abrufen des episodischen Gedächtnisses, Kodierung des episodischen Gedächtnisses und emotionale Gesichtsanpassung.
Nach der Kontrolle von Variablen wie Alter, Geschlecht und IQ "beobachteten wir einen hoch signifikanten Gruppeneffekt auf ein verbundenes Netzwerk, einschließlich insgesamt 84 Kanten, die Paare von 62 Knoten verbinden, die mehrere Gehirnregionen im Kleinhirn, Thalamus und in der Großhirnrinde abdecken." "Die Ermittler berichten (P = 0, 005).
"Insbesondere die Regionen im identifizierten Netzwerk gehörten zu sieben funktionalen Systemen", fügen sie hinzu. Dazu gehörten die subkortikal-zerebellären, sensomotorischen, visuellen, auditorischen, Standardmodus-, frontoparietalen und Aufmerksamkeitssysteme.
Die Konnektivität zwischen diesen Regionen war bei den Patienten mit Psychoserisiko signifikant höher als bei der HC-Gruppe - und der Effekt war bei den Patienten, die auf Schizophrenie umstellten, noch höher als bei denen, die dies nicht taten. Dies deutet auf "eine paradigmenunabhängige Konnektivitätsänderung vor dem Einsetzen der Psychose" hin, schreiben die Forscher.
Nach der Mittelung der Paradigmen- "Konnektivitätsmatrizen" gab es während aller fünf Paradigmen einen signifikanten Gruppeneffekt für die funktionelle Konnektivität des cerebello-thalamo-kortikalen Netzwerks (P <0, 04).
Unter Verwendung der Skala der Prodromalsymptome fanden die Forscher auch einen signifikanten Zusammenhang zwischen Netzwerkkonnektivität und Desorganisationssymptomen bei Patienten mit einem Risiko für Psychose (P = 0, 02), jedoch nicht in der HC-Gruppe (P = 0, 41).
"Diese Ergebnisse legen nahe, dass die beobachtete Hyperkonnektivität mit bizarren Gedanken und Verhaltensweisen bei Personen mit prodromalen Symptomen zusammenhängt", bemerken die Forscher.
Es gab auch eine signifikante Korrelation zwischen der Konnektivität im Netzwerk und der Anzahl der Monate bis zur Konvertierung (P = 0, 04), was darauf hindeutet, dass eine höhere Konnektivität mit einer kürzeren Konvertierungszeit verbunden war.
Ergänzende Analysen von 11 Patienten, die konvertierten, 40 Patienten, die nicht konvertierten, und 40 ihrer gesunden Kollegen, die alle nicht medikamentös behandelt wurden, zeigten ebenfalls signifikante Gruppenunterschiede in der Konnektivität des identifizierten Netzwerks (P <0, 001). Wiederum war die stärkste Assoziation bei denen, die zur Schizophrenie konvertierten, dann bei denen, die dies nicht taten, dann bei der HC-Gruppe.
In einer Teilstichprobe von NAPLS-2-Teilnehmern, die mindestens 24 Monate lang nachbeobachtet wurden, war für die Gruppe von 19 Patienten, die konvertierten, die mittlere Assoziation mit der paradigmenübergreifenden Konnektivität im Netzwerk signifikant größer als für die Gruppe von 103 Patienten, die nicht konvertierten (P = 0, 004).
Nach der Entdeckung des funktionalen Netzwerks im NAPLS-2-Konsortium suchten die Forscher bei 262 Teilnehmern der CNP-Studie nach einer Netzwerküberprüfung. Diese Stichprobe umfasste 123 Personen, aus denen die HC-Gruppe bestand, sowie 50 Patienten mit Schizophrenie, 49 mit bipolarer Störung und 40 mit ADHS.
Alle haben einige oder alle der sieben Paradigmen abgeschlossen, darunter eine "Ballon-Analog" -Risikoaufgabe, eine Farbformaufgabe und eine "Go-No-Go" -Stoppsignalaufgabe.
Nach Kontrolle von Alter, Geschlecht, IQ und Dosierung von Antipsychotika gab es einen signifikanten Gruppeneffekt auf die paradigmenübergreifende Konnektivität im Netzwerk (P = 0, 025). Dies wurde hauptsächlich durch die Unterschiede zwischen der Gruppe mit Schizophrenie und der HC-Gruppe (P = 0, 02) verursacht.
"Darüber hinaus gab es tendenziell eine Gradientenerhöhung des Grads der Hyperkonnektivität im identifizierten Netzwerk mit der Zunahme der Prävalenz psychotischer Symptome in der Bevölkerung", schreiben die Forscher.
Mit anderen Worten, die höchste Erhöhung der Konnektivität war in der Gruppe der Patienten mit Schizophrenie zu verzeichnen, gefolgt von den Gruppen der Patienten mit bipolarer Störung bzw. mit ADHS. Die niedrigste Erhebung war in der HC-Gruppe.
Es gab auch einen signifikanten Zusammenhang zwischen Netzwerk-Hyperkonnektivität und Scores auf der Subskala für Gedankenstörungen der Skala zur Bewertung positiver Symptome (P = 0, 035).
Insgesamt liefern die Ergebnisse der beiden Kohorten "den ersten Beweis für die cerebello-thalamo-kortikale Hyperkonnektivität als zustandsunabhängiges neuronales Merkmal für die Vorhersage und Charakterisierung von Psychosen", schreiben die Forscher.
"Zukünftige Forschungen werden ermutigt, diese Ergebnisse zu replizieren und die nuancierte Rolle dieser Schaltkreise in Bezug auf kognitive, symptomatische und andere Merkmale psychotischer Erkrankungen zu untersuchen", fügen sie hinzu.
Auf die Frage, ob die Ergebnisse klinische Auswirkungen hätten, einschließlich der Möglichkeit, Behandlungsentscheidungen zu beeinflussen, antwortete Cannon: "Ich hoffe, dass es dazu kommt.
"In diesem Stadium würde ich sagen, dass die wichtigste klinische Bedeutung darin besteht, dass wir die funktionelle MRT möglicherweise als zusätzliches Bewertungsinstrument verwenden könnten, um vorherzusagen, wer am stärksten von der Entwicklung einer Psychose bedroht ist. Und in diesem Sinne könnte es ja die Begründung für eine bessere Behandlung von Personen mit höherem Risiko ", sagte er.
Derzeit "befinden wir uns noch in einem Stadium der Überprüfung dieser Vorhersagemuster in einem Forschungsmodus", fügte er hinzu.
Die Forscher prüfen derzeit, ob sich das Konnektivitätsmuster mit der Entwicklung schwererer Symptome verschlechtert. Sie wollen auch bewerten, ob die Behandlung das Konnektivitätsmuster "auf eine Weise korrigieren kann, die die Auflösung der Symptome unterstützt", sagte Cannon.
Die Studie wurde durch einen NARSAD Young Investigator Grant, durch Zuschüsse der National Institutes Health sowie durch das Staglin Music Festival for Mental Health und die International Mental Health Research Organization finanziert. Dr. Cannon berichtete, er habe als Berater für Boehringer-Ingelheim Pharmaceuticals und Lundbeck A / S gearbeitet. Die anderen Autoren der Studie haben keine relevanten finanziellen Beziehungen gemeldet.
Nat Commun. Online veröffentlicht am 21. September 2018. Vollständiger Artikel
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