Bestimmte Hirnaktivitätsmuster könnten einer Studie der Stanford Medicine zufolge Jahre vor einem Gedächtnisverlust oder der Bildung von Amyloid-Plaques auf ein Alzheimer-Risiko hinweisen. Bei anderen Erwachsenen deuteten andere Muster auf ein Gehirn hin, das ungewöhnlich widerstandsfähig gegenüber kognitivem Abbau ist und auf dem Weg zum „Super-Ager“-Status sein könnte. Die in „Science Advances“ veröffentlichten Ergebnisse weisen auf einen neuen Typ von Frühbiomarker hin, möglicherweise einen veränderbaren (DOI: 10.1126/sciadv.aed9351).
Die Forschenden analysierten zunächst die Ruhehirnaktivität von Erwachsenen ab 75 Jahren an zwei Enden des kognitiven Spektrums: Menschen mit Alzheimer und sogenannte Super-Ager, deren Gedächtnisleistung der von Jahrzehnten jüngeren Menschen entspricht. Daraus entwickelten sie ein Bewertungssystem, mit dem sich jüngere Erwachsene im Alter von 55 bis 70 Jahren ohne Anzeichen kognitiver Beeinträchtigung anhand ihrer Hirnaktivität einordnen ließen. Je stärker die Hirnaktivität einer Person der von Alzheimer-Patienten ähnelte, desto wahrscheinlicher kam es innerhalb der nächsten zwölf Jahre zu geistigem Abbau, Amyloid-Beta-Plaques und Alzheimer. Je mehr sie der von Super-Agern ähnelte, desto geringer war die Wahrscheinlichkeit dieser Folgen. Das Bewertungssystem, ARC-Score genannt, sagte den kognitiven Abbau besser voraus als demografische Daten, Amyloid-Beta- und Tau-Biomarker sowie genetische Faktoren.
„Wir wollen eine zentrale Herausforderung in der Alzheimerforschung angehen: Die meisten Studien untersuchen bekannte Biomarker wie Amyloid-beta oder Tau. Diese sind jedoch erst in relativ späten Krankheitsstadien nachweisbar“, sagte Yu Zhang, Assistenzprofessorin für Psychiatrie und Verhaltenswissenschaften und Hauptautorin der Studie. Ihr Hauptanliegen sei es, Frühmarker zu identifizieren, die frühere Anzeichen kognitiver Beeinträchtigungen erkennen und potenziell ermöglichen, Betroffenen rechtzeitig zu helfen.
Zhang hofft, dass Interventionen wie transkranielle Magnetstimulation oder kognitives Training eines Tages Hirnmuster näher an das widerstandsfähige Ende des Spektrums verschieben könnten. Solche Interventionen seien bei kognitivem Abbau bislang nicht getestet, und es sei nicht bekannt, ob eine Verschiebung der Hirnmuster den Krankheitsverlauf ändert. Die neuen Befunde seien aber ein erster Schritt, um mögliche Ziele zu definieren. „Es gibt zwei Hauptkomponenten: Zum einen zu wissen, welchen Teil des Gehirns man anvisieren muss, zum anderen, wie man ihn verändern sollte“, sagte Zhang.
Das Team verglich Ruhe-fMRT-Daten von 180 Super-Agern und 110 Menschen mit Alzheimer aus mehreren großen Projekten und fand unterschiedliche Muster von Unter- und Überaktivität in verschiedenen Hirnregionen. Der daraus abgeleitete ARC-Score unterschied Super-Ager und Alzheimer-Patienten mit etwa 85 Prozent Genauigkeit. Anschließend wurde er auf mehr als 1.300 Menschen im Alter von 55 bis 70 Jahren ohne kognitive Beeinträchtigung angewendet. Zum Zeitpunkt der Bildgebung gab es keine klaren kognitiven Unterschiede zwischen höheren und niedrigeren Scores, langfristig zeigte sich jedoch eine Aufspaltung: Menschen mit stärker Alzheimer-ähnlichen Scores zeigten einen schnelleren kognitiven Abbau, Menschen mit stärker Super-Ager-ähnlichen Scores den langsamsten. Die längsten Verlaufsdaten reichten bis zu zwölf Jahre, die meisten umfassten fünf bis sechs Jahre. Der ARC-Score sagte den Übergang zu leichter kognitiver Beeinträchtigung oder Alzheimer vergleichbar oder besser vorher als bestehende Biomarker; kombiniert mit diesen verbessere sich die Vorhersage.
Der Score sei vorerst nicht als Diagnosewerkzeug zu verstehen, sondern als Orientierung für die Überwachung des kognitiven Status, betonte Zhang. Ein guter oder schlechter Score sei nur eine Momentaufnahme, kein Schicksal. Sein Team plant eine Studie, um ARC-Scores vor und nach kognitivem Training zu untersuchen. Entscheidend sei, früh zu intervenieren. An der Arbeit waren Forschende des Children’s National Hospital, der University of Texas at Austin, der Lehigh University, des Penn State College of Medicine, der New York University Grossman School of Medicine und der University of California, Los Angeles beteiligt. Gefördert wurde die Studie von den National Institutes of Health, einem gemeinsamen Programm der Rosenkranz Foundation und der Knight Initiative, einem Zuschuss der Alzheimer’s Association sowie einem CORE-Zuschuss der Lehigh University.
