Das „soziale Gehirn“ ist in der autistischen Jugend unterentwickelt
Eine neue Bildgebungsstudie zeigt, dass der soziale Teil des Gehirns bei Jugendlichen mit hochfunktioneller Autismus-Spektrum-Störung (ASD) im Vergleich zu Gleichaltrigen ohne ASD sowohl unterentwickelt als auch unzureichend vernetzt ist.
Die von Wissenschaftlern der University of California in Los Angeles (UCLA) durchgeführte Studie bietet Einblicke in die Art und Weise, wie das Gehirn von Kindern und Jugendlichen mit ASD anders organisiert sein kann als das von Jugendlichen ohne Störung.
"Das Gehirn kontrolliert den größten Teil unseres Verhaltens und Änderungen in der Funktionsweise und Kommunikation der Gehirnbereiche können dieses Verhalten verändern und zu Beeinträchtigungen im Zusammenhang mit psychischen Störungen führen", sagte der Erstautor der Studie, Dr. Kay Jann, ein Postdoktorand in der UCLA-Abteilung der Neurologie.
"Wenn Sie physiologische Veränderungen im Gehirn mit Verhaltensstörungen in Einklang bringen, können Sie beginnen, die biologischen Mechanismen dieser Störung zu verstehen, was dazu beitragen kann, die Diagnose und mit der Zeit die Behandlung zu verbessern."
Die Forscher verwendeten Bildgebungstechnologien, die sowohl den Blutfluss im Gehirn als Maß für den Energieverbrauch als auch die Organisation und Stärke von Verbindungen innerhalb intrinsischer neuronaler Netze verfolgen.
Dies war das erste Mal, dass ein MRT-Instrument, das als arterielle Spinmarkierungsperfusion bekannt ist, zur Untersuchung von ASD verwendet wurde. Die Technik verwendet magnetisch markiertes Blutwasser als Tracer, um den Blutfluss im Gehirn zu messen. Das Verfahren wurde bei anderen Hirnstörungen wie Schizophrenie angewendet, was bereits zu neuen Erkenntnissen und alternativen Behandlungsansätzen bei dieser Störung geführt hat.
"Bei neurokognitiven oder neuropsychiatrischen Störungen wird häufig festgestellt, dass diese beiden entscheidenden Eigenschaften - die funktionelle Organisation des Gehirns und der damit verbundene Energiebedarf - verändert sind", sagte der leitende Autor der Studie, Dr. Danny J.J. Wang, außerordentlicher Professor für Neurologie an der UCLA.
An der Studie nahmen 17 junge Menschen mit hochfunktioneller ASD und 22 sich typischerweise entwickelnde Teilnehmer teil. Die Gruppen wurden nach Alter, Alter von sieben bis 17 Jahren, Geschlecht und IQ-Werten verglichen.
Die Forscher wollten wissen, ob ASD mit einer Zunahme oder Abnahme der Konnektivität innerhalb bestimmter neuronaler Netze, die das „soziale Gehirn“ bilden, verbunden sein könnte. Diese Konnektivität kann anhand des Blutflusses und der Aktivitätsmuster zwischen Gehirnknoten oder neuronalen Netzen gemessen werden.
„Ein wichtiges Gehirnnetzwerk, das Standardmodus-Netzwerk, ist zu einem Schwerpunkt dieser Forschung geworden, da es für soziale und emotionale Prozesse, selbstreferenzielles Denken und in der Theorie des Geistes wichtig ist, dh die Fähigkeit, mentale Zustände zuzuordnen zu sich selbst und zu anderen “, sagte Wang. "Dies sind kognitive Prozesse, die bei Personen mit Autismus-Spektrum-Störungen teilweise beeinträchtigt sind."
Die Bilder zeigten signifikante Unterschiede zwischen den beiden Gruppen, sagte Wang. Bei Kindern mit ASD gab es ein Muster einer weit verbreiteten erhöhten Durchblutung oder Hyperperfusion, die mit einem erhöhten Sauerstoffmetabolismus in frontalen Hirnregionen verbunden war, die für die Steuerung sozialer Interaktionen wichtig sind.
Dies ist wichtig, da während der Entwicklung eines Gehirns die Durchblutung im Allgemeinen verringert wird. Diese Anzeichen einer anhaltenden Hyperperfusion deuten auf eine verzögerte Neuroentwicklung in diesen frontalen Hirnregionen hin, die mit sozio-emotionaler Kognition verbunden sind, sagte Wang.
Die Ergebnisse stimmen mit früheren MRT-Ergebnissen überein, die eine Überfülle an Neuronen bei Jugendlichen mit ASD zeigen, da die Synapsen von Neuronen während der Entwicklung des Gehirns nicht ausreichend „beschnitten“ wurden. Zu viele funktionierende Synapsen hemmen die Wahrnehmung und erfordern einen zusätzlichen Blutfluss.
Das Forschungsteam entdeckte auch eine geringere Konnektivität über große Entfernungen zwischen bestimmten Netzwerk-Hubs im Vergleich zu typischen Gehirnen. Dieser Verlust der Konnektivität bedeutet, dass Informationen nicht wie gewünscht zwischen entfernten Bereichen des Gehirns fließen können, was zur Erklärung einer Beeinträchtigung der sozialen Reaktionsfähigkeit beitragen kann, sagte Jann.
"Die Architektur des Gehirns folgt einem kosteneffizienten Verdrahtungsmuster, das die Funktionalität bei minimalem Energieverbrauch maximiert", sagte Jann. "Das haben wir bei unseren ASD-Teilnehmern nicht gefunden."
Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Gehirn und Verhalten.
Quelle: UCLA
