Neue MRT-Untersuchungen zeigen Gehirnmerkmale von Depressionen
Jüngste Fortschritte beim Scannen des Gehirns können Menschen mit Depressionen willkommene Neuigkeiten bringen. Zwei neue Arten der MRT scheinen in der Lage zu sein, unterschiedliche Gehirnmerkmale der Erkrankung zu erkennen.
Die Forscher sagen, dass ihre Ergebnisse das Wissen darüber vertiefen, wie Depressionen das Gehirn beeinflussen und zu besseren Behandlungen führen sollten.
Eine der neuen Arten der MRT zeigt Unterschiede in der Blut-Hirn-Schranke (BBB) und die andere zeigt Unterschiede im komplexen Netzwerk der Verbindungen des Gehirns.
Wissenschaftler haben kürzlich die neuartigen MRT-Technologien bei Menschen mit oder ohne Major Depression (MDD) eingesetzt.
Präsentationen zu den Ergebnissen finden diese Woche auf der RSNA 2019 statt, der 105. Jahrestagung der Radiological Society of North America, die in Chicago, IL, stattfindet.
Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sind weltweit mehr als 264 Millionen Menschen von Depressionen betroffen.
Depression und die BBB
Depressionen sind mehr als die Gefühle der Traurigkeit, die die meisten Menschen im täglichen Leben erleben. Es kann ein schwerwiegender Gesundheitszustand sein, insbesondere wenn die Symptome anhalten. Die schwersten Formen der Depression können zum Selbstmord führen.
Der Verlust des Interesses an täglichen Aktivitäten, Hoffnungslosigkeit und Müdigkeit sind einige der Hauptsymptome von MDD.
Während Wissenschaftler wissen, dass Gehirnveränderungen mit den Symptomen von MDD einhergehen, reicht ihr Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen nicht aus, um den dringenden Bedarf an besseren Behandlungen zu decken.
Kenneth T. Wengler, Ph.D., ein Forscher in der Abteilung für Psychiatrie der Columbia University in New York, war der erste Autor der Studie, die Zusammenhänge zwischen MDD und Änderungen der BBB untersuchte.
"Leider", sagt Wengler, "besteht bei den derzeitigen Behandlungen [für MDD] eine große Wahrscheinlichkeit eines Rückfalls oder eines erneuten Auftretens."
„Um neue, effektivere Behandlungen zu entwickeln, müssen wir unser Verständnis der Störung verbessern“, fügt er hinzu.
Die BHS ist eine einzigartige Reihe von Eigenschaften in den Blutgefäßen des Gehirns, die es ihnen ermöglichen, die Bewegung von Molekülen und Zellen zwischen ihnen und den Geweben, denen sie dienen, zu steuern.
Die BHS schützt das Gehirn vor schädlichen Toxinen und Krankheitserregern, die sich möglicherweise im Blut befinden.
Reduzierte Wasserdurchlässigkeit in der BHS
Wengler und Kollegen verwendeten eine neue Art von MRT, die sie selbst entwickelt hatten. Die Methode, die sie als "intrinsische Diffusionskodierung von arteriell markierten Spins" oder IDEALS bezeichneten, ermöglicht es Wissenschaftlern, die Bewegung von Wasser über die BHS zu untersuchen.
Sie verwendeten die neue MRT, um die BHS von 14 Personen mit MDD und 14 gesunden Kontrollpersonen zu untersuchen.
Scans des Gehirns der Teilnehmer zeigten, dass diejenigen mit MDD eine verringerte Wasserdurchlässigkeit in ihren BBBs hatten; Wasser wanderte weniger leicht aus ihren Blutgefäßen in das Gehirngewebe als bei den gesunden Kontrollen.
Der Unterschied in der BBB-Wasserdurchlässigkeit war in zwei Hirnregionen besonders ausgeprägt: der Amygdala und dem Hippocampus. Frühere bildgebende Untersuchungen bei Menschen mit MDD haben diese beiden Regionen ebenfalls hervorgehoben.
„Wir haben eine Störung der Blut-Hirn-Schranke in Regionen der grauen Substanz beobachtet, von denen bekannt ist, dass sie bei [MDD] verändert sind“, erklärt Wengler.
Störung des Connectome
Die zweite Studie untersuchte Störungen des sogenannten Konnektoms oder der „vollständigen räumlichen Punkt-zu-Punkt-Konnektivität neuronaler Bahnen im Gehirn“.
Frühere Studien, die das Konnektom in Bezug auf MDD untersucht haben, konzentrierten sich tendenziell auf die Konnektivität zwischen Gehirnregionen.
Die neue Studie unterscheidet sich darin, dass sie das Konnektom innerhalb der Gehirnregionen genauer untersucht.
Guoshi Li, Ph.D., ein Forscher der Gruppe für Bildanzeige, -verbesserung und -analyse an der medizinischen Fakultät der Universität von North Carolina in Chapel Hill, war der erste Autor.
Li und Kollegen verwendeten die funktionelle MRT (fMRT) in Begleitung eines neuen Tools, das als Multiskalen-Inversionsgerüst für neuronale Modelle bezeichnet wird. Sie verwendeten die neue Methode, um 66 Erwachsene mit MDD und 66 gesunde Kontrollpersonen zu scannen.
Diese Techniken ermöglichten es dem Team, die Aktivität in mikroskopischen Schaltkreisen in Bezug auf die Gehirnaktivität in großem Maßstab zu untersuchen. Sie bewerteten die Erregung und Hemmung in Kreisläufen von Gehirnzellen. Ein gesundes Gehirn funktioniert am besten, wenn ein Gleichgewicht zwischen Erregung und Hemmung besteht.
Die Ergebnisse des fMRI-Scans zeigten, dass Personen mit MDD im dorsalen lateralen präfrontalen Kortex im Vergleich zu Personen ohne MDD unterschiedliche Muster der Erregung und Hemmung aufwiesen.
Der dorsale laterale präfrontale Kortex ist eine Region des Gehirns, die dabei hilft, Selbstkontrolle und Emotionen zu regulieren. Seine Funktion umfasst die Regulierung der Amygdala. Wissenschaftler haben lange geglaubt, dass depressive Symptome auftreten können, wenn das Gehirn die Amygdala nicht richtig hemmt.
"In unserer Studie", sagt Li, "haben wir festgestellt, dass Erregung und Hemmung in den Gehirnregionen bei der Kontrolle der Exekutivfunktionen und der emotionalen Regulation bei Patienten mit MDD reduziert waren."
"Dies deutet darauf hin, dass die Kontrollfunktionen bei MDD beeinträchtigt sind, was zu erhöhten Reaktionen in der Amygdala führen kann, was zu erhöhter Angst und anderen negativen Stimmungen führt", fügt er hinzu.
Die Forscher fanden auch heraus, dass ein anderer an der Emotionsregulation beteiligter Hirnbereich, der Thalamus, bei Personen mit MDD tendenziell eine höhere wiederkehrende Erregung zeigt.
Li sagt, dass die neuen Erkenntnisse Wissenschaftlern helfen werden, die tieferen Merkmale der Gehirnkonnektivität von Depressionen zu ergründen. Er erklärt, dass sie bisher nur ein „oberflächliches Verständnis der Konnektivität“ hatten.
"Diese Methode ermöglicht es uns, eine beeinträchtigte Konnektivität in jeder Gehirnregion zu identifizieren. Dies macht sie zu einem potenziell leistungsfähigeren Instrument, um den Neuromechanismus von Hirnstörungen zu untersuchen und eine effektivere Diagnose und Behandlung zu entwickeln."
Guoshi Li, Ph.D.
Das RSNA 2019-Programm enthält die folgenden Details zu den beiden Studien, die noch nicht in von Experten begutachteten Fachzeitschriften veröffentlicht wurden:
"Störung der Wasserdurchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke bei schweren Depressionsstörungen" wurde am Mittwoch, dem 4. Dezember 2019, auf der Sitzung SSM19-05 vorgestellt.
Auf der Sitzung SSJ19-04 am Dienstag, dem 3. Dezember 2019, wurde die „Multiskalenmodellierung intraregionaler und interregionaler Konnektivitäten und ihrer Veränderungen bei schweren Depressionsstörungen“ vorgestellt.
