Veränderungen des Basalen Vorderhirns bei Alzheimer Demenz

V.l.n.r. Dr. Mushfa Yousuf zusammen mit Prof. Dr. Nico Bunzeck, Leiter der Arbeitsgruppe Lifespan des Instituts für Psychologie I, und Doktorandin Marthe Mieling (MSc) vor einem MRT Scanner im Center of Brain, Behavior and Metabolism (CBBM) am Campus Lübeck. Foto: Anne Ritz/Uni Lübeck

Das Basale Vorderhirn wird seit Langem mit der Alzheimer Demenz in Verbindung gebracht. Die zugrunde liegenden Prozesse sind jedoch noch wenig verstanden. Nun zeigen zwei neue Studien aus der Arbeitsgruppe Lifespan Psychologie des Instituts für Psychologie, dass neben strukturellen auch funktionelle Veränderungen des Basalen Vorderhirns charakteristisch sind für den Übergang von gesunden zu pathologischen Alterungsprozessen.

Region im Basalen Vorderhirn verändert

„Im Rahmen eines noch laufenden Promotionsprojekts von Frau Marthe Mieling konzentrierten wir uns zunächst auf anatomische, also strukturelle, Eigenschaften und führten eine Meta-Analyse durch“, beschreibt Prof. Dr. Bunzeck. Diese Analyse basierte auf MRT-Daten aus 54 Experimenten mit 2.581 Probanden. Im Vergleich zu gesunden älteren Kontrollpersonen zeigte sich, dass die graue Substanz des Nucleus Basalis Meynert (NbM), einer Kernregion im Basalen Vorderhin, bei der Alzheimer Demenz reduziert ist; bei Patienten mit Mild Cognitive Impairment (MCI), das typischerweise der Alzheimer-Krankheit vorausgeht, war dieser Effekt weniger stark ausgeprägt.

Verringerte Aktivität im Basalen Vorderhirn

In einer zweiten Studie wurde auf der Grundlage von Open Access Daten der „Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative“ (ADNI) untersucht, welche funktionellen Veränderungen im Verlauf der Alzheimer Erkrankung charakteristisch sind. Dabei kam sogenanntes „resting state fMRI“ zum Einsatz, bei dem die Hirnaktivität im Ruhezustand gemessen wurde – in diesem Fall mehrfach über einen Zeitraum von mehreren Jahren. Zusätzlich standen Informationen über die Alzheimer-assoziierten Proteine  pTau und beta-Amyloid zur Verfügung, die als zuverlässige Biomarker gelten. Die Studie zeigt, dass lokale Aktivität im NbM linear mit dem Fortschritt der Alzheimer Krankheit reduziert ist und zudem funktionelle Veränderungen im entorhinalen Cortex, einer anatomisch verbundenen Hirnregion im medialen Temporallappen, zeitlich vorhersagte.

Die Ergebnisse beider Studien bieten neue empirische Evidenz für theoretische Modelle, die davon ausgehen, dass sich pathologische Veränderungen vom NbM ausgehend zum entorhinalen Cortex im Verlauf der Alzheimer Erkrankung ausbreiten. In Zukunft soll diese Hypothese mit Hilfe von KI Ansätzen, insbesondere Machine Learning, weiter untersucht werden.


Originalarbeiten:

• Mieling, M., Göttlich, M., Yousuf, M., Bunzeck, N., for the Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initative, 2023. Basal forebrain activity predicts functional degeneration in the entorhinal cortex in Alzheimer’s disease. Brain Communications fcad262. https://doi.org/10.1093/braincomms/fcad262
  
  
• Mieling, M., Meier, H., Bunzeck, N., 2023. Structural degeneration of the nucleus basalis of Meynert in mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease – Evidence from an MRI-based meta-analysis. Neuroscience & Biobehavioral Reviews 154, 105393. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2023.105393

Kontakt

Prof. Dr. Nico Bunzeck
Institut für Psychologie
Universität zu Lübeck
E-Mail nico.bunzeck(at)uni-luebeck(dot)de
Webpage: www.ipsy.uni-luebeck.de