Neue Erkenntnisse über Gehirnmuster und psychische Gesundheit

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Wissenschaftler haben bedeutende Fortschritte bei der Identifizierung von Gehirnmustern gemacht, die mit psychischen Gesundheitssymptomen in Verbindung stehen. Eine kürzlich in Nature Mental Health veröffentlichte Studie zeigt, dass die Aktivitätsmuster im Gehirn helfen können, verschiedene Arten von psychischen Symptomen vorherzusagen.

Eine neue Studie hat gezeigt, dass die Muster der Gehirnaktivität helfen können, verschiedene Arten von psychischen Gesundheitssymptomen vorherzusagen. Diese Gehirn-basierten Prädiktoren sind innerhalb der Symptomkategorien ähnlicher als zwischen ihnen. Das bedeutet, dass die mit Verhaltensweisen wie Angst oder Depression verbundenen Gehirnmerkmale einander ähnlicher sind als die mit Verhaltensweisen wie Aggression oder Regelbruch verbundenen Merkmale. Diese Muster wurden bei Kindern, Jugendlichen und Erwachsenen beobachtet, was darauf hindeutet, dass die Gehirnkonnektivität eine konsistente, aber unterschiedliche Rolle bei verschiedenen Arten von psychischen Gesundheitsproblemen über die Entwicklung hinweg spielt.

Die Forscher führten diese Studie durch, um eine langjährige Frage in der psychischen Gesundheit zu klären: ob internalisierende Verhaltensweisen und externalisierende Verhaltensweisen durch gemeinsame oder einzigartige Muster im Gehirn unterstützt werden. Diese Kategorien werden häufig in der Psychiatrie verwendet, um ein breites Spektrum psychologischer Probleme zu verstehen, aber es ist wenig darüber bekannt, wie die Netzwerkarchitektur des Gehirns mit jedem einzelnen zusammenhängt.

Die Studie analysierte Daten von funktionellen Magnetresonanztomographien (fMRT), die die Gehirnaktivität erfassen, während die Teilnehmer keine spezifische Aufgabe ausführen. Das Hauptziel war es, zu untersuchen, ob bestimmte Gehirnkonnektivitätsmuster – wie verschiedene Regionen des Gehirns im Ruhezustand interagieren – zuverlässig internalisierende oder externalisierende Symptome vorhersagen können.

Die Forscher analysierten die funktionelle Konnektivität über 419 Interessensgebiete im Gehirn jeder Person. Sie verwendeten ein maschinelles Lernmodell, um die Symptomniveaus jedes Teilnehmers basierend auf ihrer Gehirnkonnektivität vorherzusagen. Während die Vorhersagegenauigkeit bei Kindern moderat war, war sie statistisch besser als der Zufall. Die Vorhersagen ließen sich jedoch nicht so gut auf die Jugendlichen- und Erwachsenengruppen verallgemeinern, wahrscheinlich aufgrund der kleineren Größe dieser Gruppen.

Dennoch gab es über alle drei Altersgruppen hinweg eine konsistente Erkenntnis: Gehirn-basierte Prädiktoren für internalisierende Verhaltensweisen waren einander ähnlicher als denen, die externalisierende Verhaltensweisen vorhersagen, und umgekehrt. Zum Beispiel ähnelten die Muster im Gehirn, die halfen, die Angst eines Kindes vorherzusagen, auch eher denen, die den Rückzug vorhersagten, als denen, die Aggression vorhersagten. Dies unterstützt die Idee, dass internalisierende und externalisierende Symptome im Gehirn biologisch unterschiedlich sind, auch wenn sie manchmal gleichzeitig auftreten oder Risikofaktoren teilen.

Die Forscher untersuchten auch, welche spezifischen Gehirnnetzwerke an diesen Vorhersagen beteiligt waren und ob sie sich mit dem Alter veränderten. Bei Kindern und Jugendlichen waren externalisierende Verhaltensweisen stärker mit der Konnektivität zwischen dem visuellen Netzwerk des Gehirns und anderen Bereichen verbunden, während internalisierende Symptome stärker mit Verbindungen zu den subkortikalen Regionen – tiefen Gehirnstrukturen, die an Emotion und Motivation beteiligt sind – assoziiert waren. Bei Erwachsenen hingegen wurden internalisierende und externalisierende Symptome besser durch Verbindungen innerhalb großskaliger Netzwerke wie dem limbischen und temporo-parietalen System vorhergesagt.

Eine besonders interessante Erkenntnis war, dass dieselben Gehirnnetzwerke je nach Alter unterschiedliche Rollen spielen können. Zum Beispiel war die Konnektivität zwischen den subkortikalen Regionen und dem temporo-parietalen Netzwerk bei Kindern und Jugendlichen mit externalisierendem Verhalten verbunden, bei Erwachsenen jedoch mit internalisierendem Verhalten. Dies deutet darauf hin, dass sich die Art und Weise, wie verschiedene Teile des Gehirns kommunizieren, im Laufe der Entwicklung ändern kann, was widerspiegelt, wie sich das Gehirn von der Kindheit bis zum Erwachsenenalter reorganisiert.

Die Forscher fanden auch einige gemeinsame Gehirnmuster über die Symptomkategorien hinweg. Dies verstärkt frühere Arbeiten, die zeigen, dass viele psychische Gesundheitssymptome überlappende Merkmale teilen, aber die neuen Erkenntnisse gehen einen Schritt weiter, indem sie zeigen, dass feinere Unterscheidungen – wie der Unterschied zwischen Angst und Aggression – immer noch in Gehirnkonnektivitätsmustern erkannt werden können.

Obwohl die Studie einige Stärken aufweist – einschließlich großer Stichprobengrößen, rigoroser Datenverarbeitung und Replikation über Altersgruppen hinweg – gibt es einige Einschränkungen zu beachten. Die drei unabhängigen Stichproben in der Studie waren querschnittlich und verfolgten die Teilnehmer nicht über die Zeit. Daher bleibt unklar, ob die Ergebnisse innerhalb derselben Individuen zutreffen, wenn sie von Kindern zu Erwachsenen heranwachsen. Darüber hinaus ist die Stärke der beobachteten Gehirn-Verhaltens-Beziehung moderat, was darauf hindeutet, dass auch nicht-gehirnbezogene Faktoren eine bedeutende Rolle bei der Vorhersage von psychischen Gesundheitssymptomen spielen.

Die Forscher hoffen, auf dieser Arbeit aufzubauen, indem sie untersuchen, wie sich Gehirn-basierte Prädiktoren im Laufe der Zeit innerhalb derselben Individuen entwickeln. Langzeitstudien könnten helfen, zu klären, ob frühe Unterschiede in der Gehirnkonnektivität spätere psychische Gesundheitsergebnisse vorhersagen und ob Interventionen diese Muster verändern können.

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