Veränderte Gehirnaktivität beeinflusst visuelle Wahrnehmung bei Psychosen

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Neue Forschungsergebnisse beleuchten, wie psychotische Störungen die Fähigkeit des Gehirns beeinträchtigen, visuelle Informationen zu verarbeiten. Eine aktuelle Studie zeigt, dass Menschen mit psychotischer Psychopathologie Schwierigkeiten haben, Muster in visuellen Aufgaben zu erkennen, was auf veränderte Gehirnaktivität und gestörte Konnektivität zwischen wichtigen visuellen Regionen zurückzuführen ist.

Die visuelle Wahrnehmung ist ein grundlegender Bestandteil des täglichen Lebens, der es uns ermöglicht, Objekte zu erkennen, unsere Umgebung zu navigieren und soziale Hinweise zu interpretieren. Eine neue Studie, veröffentlicht in Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging, untersucht, wie psychotische Störungen, wie Schizophrenie, die Fähigkeit des Gehirns beeinträchtigen, visuelle Informationen zu verarbeiten. Die Forscher fanden heraus, dass Personen mit psychotischer Psychopathologie Schwierigkeiten bei einer visuellen Aufgabe hatten, die das Erkennen von Mustern inmitten von Rauschen erfordert, ähnlich einer “Punkt-zu-Punkt”-Herausforderung.

Diese Wahrnehmungsschwierigkeiten scheinen auf veränderte Gehirnaktivität und eine beeinträchtigte Konnektivität zwischen wichtigen visuellen Regionen zurückzuführen zu sein. Frühere Studien haben bereits atypische visuelle Verarbeitung bei Schizophrenie dokumentiert, mit Beeinträchtigungen in Bereichen wie Bewegungserkennung, Kontrastempfindlichkeit und Gesichtserkennung. Diese Defizite sind nicht nur lästig, sondern stehen auch im Zusammenhang mit der Schwere der psychotischen Symptome und des desorganisierten Denkens.

Die aktuelle Studie zielte darauf ab, unser Verständnis einer spezifischen visuellen Funktion, der sogenannten Konturintegration, zu vertiefen. Dieser Prozess ermöglicht es dem Gehirn, räumlich getrennte Elemente zu einem einheitlichen Ganzen zu verbinden, was uns hilft, Formen und Objekte aus einem lauten Hintergrund zu erkennen. Die Forscher wollten herausfinden, wie sich die Konturintegration bei Menschen mit psychotischen Störungen, ihren biologischen Verwandten und gesunden Kontrollpersonen unterscheidet, indem sie sowohl Verhaltensaufgaben als auch fortschrittliche Ultra-Hochfeld-Gehirnbildgebung verwendeten.

Für ihre Studie rekrutierten die Forscher insgesamt 141 Teilnehmer: 63 Personen mit psychotischer Psychopathologie, 44 biologische Verwandte von Menschen mit Psychosen und 34 gesunde Kontrollpersonen. Die Psychose-Gruppe umfasste Teilnehmer mit Schizophrenie, bipolarer Störung und schizoaffektiver Störung, während die Verwandten-Gruppe aus erstgradigen Familienmitgliedern ohne persönliche Psychosegeschichte bestand. Alle Teilnehmer wurden gescreent, um sicherzustellen, dass sie normale oder korrigierte Sehkraft und keine neurologischen Erkrankungen hatten.

Die Teilnehmer absolvierten eine Konturintegrationsaufgabe, bei der sie die Ausrichtung einer eiförmigen Kontur bestimmen mussten, die aus kleinen visuellen Elementen, sogenannten Gabor-Patches, gebildet wurde. Die Aufgabe umfasste drei Schwierigkeitsgrade: Im einfachsten Zustand wurden Konturen ohne Hintergrundelemente präsentiert, was sie leicht erkennbar machte; im mittleren Zustand waren Konturen in einem Raster von Hintergrundelementen eingebettet, was die Teilnehmer dazu zwang, die Form aus dem visuellen Rauschen zu unterscheiden; und im anspruchsvollsten Zustand wurde die Ausrichtung der Konturelemente absichtlich gestört, um “zitternde” Muster zu erzeugen und das maximale Verzerrungsniveau zu bewerten, das die Teilnehmer tolerieren konnten, während sie die Form noch genau identifizierten.

Die Psychose-Gruppe schnitt bei der Konturintegrationsaufgabe signifikant schlechter ab als sowohl die gesunden Kontrollpersonen als auch die Verwandten, insbesondere in Bedingungen mit Hintergrundrauschen oder höheren Zittergraden. Ihre geringere Genauigkeit deutete auf eine reduzierte Fähigkeit hin, visuelle Elemente zu kohärenten Formen zu integrieren. Im Gegensatz dazu schnitt die Verwandten-Gruppe ähnlich wie die gesunden Kontrollpersonen ab, was darauf hindeutet, dass genetische Anfälligkeit allein die Konturintegration nicht unbedingt beeinträchtigt.

Zusätzlich zu diesen Verhaltenstests unterzogen sich die Teilnehmer Ultra-Hochfeld-funktionellen MRT-Scans. Die Forscher konzentrierten sich auf Gehirnregionen, die an der visuellen Verarbeitung beteiligt sind, einschließlich des primären visuellen Kortex, des lateralen okzipitalen Komplexes und des lateralen genikulären Kerns, um zu untersuchen, wie diese Bereiche während der Konturintegrationsaufgaben interagieren.

Die Bildgebungsergebnisse zeigten veränderte Aktivitätsmuster in wichtigen visuellen Bereichen bei Personen mit Psychosen. Während die Aktivität im primären visuellen Kortex weitgehend ähnlich über die Gruppen hinweg war, traten Unterschiede im lateralen okzipitalen Komplex auf. Teilnehmer mit Psychosen zeigten eine erhöhte Aktivität in dieser Region, wenn sie Muster mit Hintergrundrauschen verarbeiteten. Diese Überaktivierung könnte zu ihren Schwierigkeiten bei der Figur-Grund-Trennung beitragen, der Fähigkeit, Objekte von ihrem Hintergrund zu unterscheiden.

Der laterale genikuläre Kern zeigte ebenfalls Unterschiede zwischen den Gruppen. Die funktionelle Konnektivität zwischen dem lateralen genikulären Kern und dem primären visuellen Kortex war bei Personen mit Psychosen schwächer, insbesondere wenn Hintergrundrauschen vorhanden war. Diese reduzierte Konnektivität deutet darauf hin, dass gestörte Kommunikation zwischen diesen Regionen die Fähigkeit des Gehirns beeinträchtigt, visuelle Informationen effektiv zu verarbeiten.

Die Forscher beobachteten auch bemerkenswerte Unterschiede in der funktionellen Konnektivität zwischen visuellen Regionen. Kontrollteilnehmer zeigten eine starke Konnektivität zwischen dem lateralen genikulären Kern und dem primären visuellen Kortex, insbesondere wenn Hintergrundrauschen vorhanden war. Aber diese Konnektivität war in der Psychose-Gruppe reduziert.

Die funktionelle Konnektivität zwischen dem primären visuellen Kortex und dem lateralen okzipitalen Komplex war bei Psychosen ebenfalls gestört. Teilnehmer mit Psychosen zeigten weniger Modulation dieser Konnektivität, wenn Hintergrundrauschen eingeführt wurde, was auf Schwierigkeiten bei der Unterscheidung von Formen aus Rauschen hindeutet.

Interessanterweise, während die Verwandten bei den Verhaltenstests ähnlich wie die Kontrollpersonen abschnitten, ähnelten ihre Gehirnaktivität und Konnektivitätsmuster denen der Psychose-Gruppe. Dies deutet darauf hin, dass veränderte neuronale Verarbeitung in visuellen Regionen das genetische Risiko für Psychosen widerspiegeln könnte, selbst in Abwesenheit klinischer Symptome.

Zukünftige Forschungen könnten diese Studie in mehreren bedeutungsvollen Richtungen erweitern, um unser Verständnis der visuellen Verarbeitungsdefizite bei psychotischen Störungen zu vertiefen. Eine vielversprechende Richtung ist die Erforschung, wie sich diese Beeinträchtigungen im Laufe der Zeit entwickeln, insbesondere während kritischer Phasen wie den frühen Stadien der Krankheit, akuten Episoden oder Remissionsperioden. Langzeitstudien könnten helfen zu bestimmen, ob diese Defizite stabil bleiben, sich verschlechtern oder mit der Behandlung verbessern.

Darüber hinaus könnten größere Stichprobengrößen, die sich auf unterschiedliche diagnostische Gruppen wie Schizophrenie, bipolare Störung oder schizoaffektive Störung konzentrieren, klären, ob Konturintegrationsdefizite spezifisch für bestimmte Bedingungen sind oder ein gemeinsames Merkmal über psychotische Störungen hinweg darstellen. Dies könnte helfen, diagnostische Werkzeuge zu verfeinern und Interventionen auf die einzigartigen kognitiven Profile jeder Störung zuzuschneiden.