Studie: Gehirnwellen könnten Alzheimer mehr als zwei Jahre vor der Diagnose vorhersagen

Eine unauffällige Veränderung der Gehirnwellenaktivität könnte einer neuen Studie zufolge die Alzheimer-Krankheit mehr als zwei Jahre vor der Diagnose vorhersagen.

Das Signal könnte sich als besonders empfindlicher Biomarker für kognitiven Abbau erweisen.

MEG-Studie zu Beta-Wellen und Alzheimer

Mithilfe einer nichtinvasiven Bildgebungsmethode namens Magnetoenzephalografie (MEG) untersuchten Neurowissenschaftlerinnen und Neurowissenschaftler der Brown University in den USA sowie der Complutense University of Madrid und der University of La Laguna in Spanien die Gehirnwellenaktivität in Ruhe bei 85 Patientinnen und Patienten mit der Diagnose leichte kognitive Beeinträchtigung.

Dabei fand das Team klare Unterschiede in den Gehirnwellenmustern jener Teilnehmenden, die später an der Alzheimer-Krankheit erkrankten. Diese Gruppe erzeugte Beta-Wellen mit geringerer Frequenz, schwächerer Stärke und kürzerer Dauer als diejenigen, die im selben Zeitraum nicht zu Alzheimer fortschritten.

„We've detected a pattern in electrical signals of brain activity that predicts which patients are most likely to develop the disease within two and a half years," sagt die Co-Leitautorin und Neurowissenschaftlerin Stephanie Jones von Brown.

„Being able to noninvasively observe a new early marker of Alzheimer's disease progression in the brain for the first time is a very exciting step."

Muster bei Beta-Wellen im Alter um 60

Die beschriebenen Muster passen zu einer entscheidenden Veränderung der Beta-Wellen-Aktivität, die bei gesunden Menschen typischerweise um das 60. Lebensjahr auftritt. Ab diesem Zeitpunkt nehmen diese Aktivitätsschübe tendenziell ab - bei Menschen mit Alzheimer ist diese Entwicklung jedoch meist schneller.

In jüngerer Zeit haben MEG-Studien kleine Veränderungen von Gehirnwellen mit Lernen, Gedächtnis und Exekutivfunktionen in Verbindung gebracht und damit die Nutzung der Methode „as a biomarker of cognitive impairment" gestützt.

Genauere Auswertung der MEG-Signale

Entscheidend ist dabei, wie MEG-Messungen ausgewertet werden. Häufig werden die Daten als Mittelwerte analysiert; nach Ansicht der Forschenden der neuen Studie kann dieses Vorgehen jedoch wichtige Details übersehen. Sie haben „instead used a closer analytical technique."

Am Ende zeigte sich: Beta-Wellen-Bursts waren bei den Personen, die später Alzheimer entwickelten, insgesamt kürzer. Einige Hinweise deuten darauf hin, dass Beta-Wellen-Bursts im gesamten Gehirn ein Kennzeichen inhibitorischer Kontrolle sind.

Daher vermuten die Forschenden, dass die Fähigkeit, Beta-Wellen-Bursts passend zur jeweiligen kognitiven Aufgabe zu modulieren, für eine optimale Funktion erforderlich ist.

Der beobachtete kognitive Abbau bei den Personen, die später Alzheimer entwickelten, „may be directly related to lack of inhibitory cognitive control," schreiben die Forschenden.

Diese Vermutung passt zudem zu einer führenden Hypothese, wonach die Alzheimer-Krankheit in ihren frühesten Stadien durch übererregbare Neuronen gekennzeichnet ist.

Nächste Schritte: Computermodelle und Therapietests

„Now that we've uncovered beta event features that predict Alzheimer's disease progression, our next step is to study the mechanisms of generation using computational neural modeling tools," sagt Jones.

„If we can recreate what's going wrong in the brain to generate that signal, then we can work with our collaborators to test therapeutics that might be able to correct the problem."

Die Studie wurde in Imaging Neuroscience veröffentlicht.