Autismus-Spektrum-Störungen (ASS) sind komplexe neurologische Entwicklungsstörungen, die sich durch Beeinträchtigungen in der sozialen Interaktion, Kommunikation und durch repetitive Verhaltensweisen auszeichnen. Die Forschung hat in den letzten Jahren bedeutende Fortschritte im Verständnis der neuronalen Grundlagen von Autismus gemacht, insbesondere in Bezug auf die Rolle des Frontallappens.
Die Rolle des Frontallappens bei Autismus
Der Frontallappen, der sich im vorderen Bereich des Gehirns befindet, spielt eine entscheidende Rolle bei höheren kognitiven Funktionen wie Planung, Entscheidungsfindung, sozialem Verhalten und Theory of Mind. Theory of Mind beschreibt in den Kognitionswissenschaften die Fähigkeit zu verstehen, dass andere Menschen etwas anderes denken als man selbst und dass andere Menschen auch falsche Annahmen haben können. Studien haben gezeigt, dass bei Menschen mit Autismus Veränderungen in der Struktur und Funktion des Frontallappens vorliegen können.
Veränderungen in der Hirnstruktur
Forscher haben bei autistischen Patienten veränderte Strukturen im Großhirn festgestellt. Ein Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Manuel Casanova vom Medical College of Georgia untersuchte die Hirnstrukturen von neun autistischen Kindern und verglich sie mit denen von neun gesunden Kindern. Dabei wiesen die Autisten im Frontal- und Temporallappen deutlich kleinere, aber dafür zahlreichere Minisäulen auf. Diese Minisäulen gelten als die Basiselelemente des Gehirns, bei der mehrere, untereinander liegende Nervenzellen zusammengeschaltet sind. Die Wissenschaftler vermuten, dass Autisten aufgrund der höheren Anzahl der Säulen unter einer Reizüberflutung leiden, die sie nicht mehr verarbeiten können. Sie kapseln sich daher von der Außenwelt ab und sind zu einer normalen Kommunikation nicht mehr in der Lage. Ob die Veränderungen der Hirnstrukturen genetische Ursachen haben, ist noch unklar.
Veränderungen in der Hirnfunktion
Funktionelle Bildgebungsstudien haben gezeigt, dass bei Menschen mit Autismus die Aktivität in bestimmten Bereichen des Frontallappens verändert sein kann. Dies betrifft insbesondere Bereiche, die für soziale Kognition und Entscheidungsfindung zuständig sind. So kann beispielsweise die Fähigkeit, die Perspektive anderer Menschen einzunehmen (Theory of Mind), beeinträchtigt sein, was zu Schwierigkeiten im sozialen Umgang führen kann.
Die Entwicklung des Frontallappens und Autismus
Eine Studie des Leipziger Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften untersuchte die Entwicklung des Gehirns bei Kindern im Alter von drei und vier Jahren. Die Wissenschaftler machten mit ihnen zwei Standardtests zur sogenannten Theory of Mind. In einem der Tests wurde zum Beispiel vor den Augen der Kinder eine Schokoladenbox mit Stiften gefüllt. Dann wurden sie gefragt, was Andere wohl in der Box vermuten würden. Die Hypothese der Forscher war, dass bei Dreijährigen eine wichtige Verbindung im Gehirn noch nicht weit genug gereift ist - der sogenannte Fasciculus Arcuatus zwischen einer Region im hinteren Schläfenlappen und einem Areal im Frontallappen im vorderen Großhirn. Das wurde anschließend bei allen Kindern mittels MRT (Magnetresonanztomographie) überprüft. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Reifung des Fasciculus Arcuatus, einer Faserverbindung zwischen dem Schläfen- und Frontallappen, eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der Theory of Mind spielt. Da die Theory of Mind bei Autismus oft beeinträchtigt ist, könnte diese Faserverbindung eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Autismus spielen.
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Genetische und umweltbedingte Faktoren
Die Ursachen von Autismus sind komplex und vielfältig. Es wird angenommen, dass sowohl genetische als auch umweltbedingte Faktoren eine Rolle spielen.
Genetische Faktoren
Erbliche Faktoren gelten als eine der Hauptursachen für autistische Störungen. Das Risiko, an ASS zu erkranken, ist stark erhöht, wenn ein Elternteil an der Störung leidet. Eineiige Zwillinge haben häufig beide ASS, was ebenfalls auf eine genetische Komponente hindeutet. Die Erblichkeit von ASS wird auf etwa 70 bis 80 Prozent geschätzt. Darüber hinaus gibt es einzelne molekulargenetische Ursachen wie das Fragile-X-Syndrom, das bei etwa 3 Prozent der Menschen mit ASS gefunden wird und dessen Auswirkungen auf die Entwicklung des Nervensystems bereits weitgehend verstanden sind. Andere monogenetische Erkrankungen, die mit erhöhten ASS-Raten einhergehen, sind die Tuberöse Sklerose, die Neurofibromatose oder das Smith-Lemli-Opitz-Syndrom. Auch genetische Syndrome, die durch kleine Verdopplungen oder das Fehlen von Erbinformation gekennzeichnet sind, werden bei ASS häufiger gefunden.
Umweltbedingte Faktoren
Bestimmte Infektionskrankheiten der Mutter während der Schwangerschaft, wie zum Beispiel Röteln, können das Risiko erhöhen, dass das Kind an ASS erkrankt. Studien haben ein erhöhtes Risiko nach schweren Virusinfektionen im ersten Schwangerschaftsdrittel und schweren bakteriellen Infektionen im zweiten Schwangerschaftsdrittel gezeigt. Diese vorgeburtlichen Infektionen können zu einer Beeinträchtigung der normalen Entwicklung des kindlichen Gehirns führen und damit die Wahrscheinlichkeit der Entwicklung von ASS-Symptomen erhöhen. Das Alter der Eltern, insbesondere ein höheres Alter des Vaters, wurde mit einem erhöhten Risiko für ASS in Verbindung gebracht. Eine Metaanalyse bestätigte diesen Zusammenhang, und Studien fanden Effekte sowohl für ein höheres mütterliches als auch für ein höheres väterliches Alter.
Neurologische Aspekte und Gehirnasymmetrie
Neurologische Auffälligkeiten wie Störungen der Fein- und Grobmotorik und Unregelmäßigkeiten der elektrischen Hirnströme können bei Menschen mit ASS beobachtet werden. Anfallsleiden tritt bei etwa 10 Prozent der Menschen mit ASS auf. Die Entwicklung des Gehirns verläuft bei Menschen mit ASS bereits pränatal anders als bei gesunden Kindern, und bildgebende Studien haben veränderte Funktionen und Strukturen vor allem in den Schläfenlappen, den Frontallappen des Großhirns und im Kleinhirn nachgewiesen.
Gehirnasymmetrie
Häufig ist bei Menschen mit Autismus die Informations- und Wahrnehmungsverarbeitung im Gehirn betroffen, die sich auf die Entwicklung der sozialen Interaktion, der Kommunikation und des Verhaltensrepertoires auswirkt. So weisen sie im Vergleich zu nicht-autistischen Personen subtile Veränderungen in der Asymmetrie der Gehirnstruktur auf und eine geringere Lateralität der funktionellen Aktivierung, in Bezug auf die Verwendung der linken oder rechten Hemisphäre im Gehirn. Autismus ist gekennzeichnet durch lebenslange Unterschiede in der sozialen Interaktion und Kommunikation sowie eingeschränkte und sich wiederholende Interessen und Verhaltensweisen. Die weit verbreiteten Verhaltensunterschiede, die bei Menschen mit Autismus beobachtet werden, gehen einher mit Berichten über strukturelle und funktionelle Veränderungen in den sensorischen und assoziativen Regionen des Gehirns. Eine Ursache verorten Forschende in gestörten Mustern der Hirnasymmetrie, die möglicherweise mit einer abweichenden Lateralisierung funktioneller Prozesse zusammenhängen.
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Gemeinsam mit Kolleg*innen aus Kanada hat der Forscher Hirnscan-Daten von 140 autistischen Personen und 143 nicht-autistischen Personen im Alter von fünf bis vierzig Jahren ausgewertet, um Ungleichgewichte auf Systemebene in den Hemisphären bei Autismus zu untersuchen. „Wir beobachteten eine verminderte linksgerichtete funktionelle Asymmetrie der Sprachnetzwerksorganisation bei Personen mit Autismus im Vergleich zu nicht-autistischen Personen. Während die Asymmetrie der Sprachnetzwerke bei letzteren in verschiedenen Altersgruppen variierte, war dies bei Autismus nicht der Fall.
Frühe Anzeichen und Diagnose
Die Diagnose von Autismus wird meistens im Kleinkindalter gestellt, wenn die verminderten Kommunikationsfähigkeiten, die fehlende soziale Interaktion oder auch eingeschränkte und stereotype Verhaltensweisen zutage treten. Die meisten Hirnforscher sind jedoch überzeugt, dass die der ASS zugrunde liegenden Entwicklungsstörungen des Gehirns früher beginnen, möglicherweise bereits in der Zeit vor der Geburt.
Histologische Untersuchungen
Vergleichende histologische Untersuchungen deuten darauf hin, dass Autismus vor der Geburt beginnt. Patienten mit Autismus-Spektrum-Störungen (ASS) hatten fokale Veränderungen im Aufbau des Neocortex in Hirnregionen, deren Ausfall die Symptome der Erkrankungen gut erklärt. Bei 10 der 11 Kinder mit ASS entdeckten die Forscher Abweichungen. Betroffen waren vor allem die Schichten 4 und 5 des Cortex. Die Störungen waren punktmäßig über die Hirnrinde verteilt und befanden sich bei den einzelnen Patienten an unterschiedlichen Stellen. Anzahl und Verteilung der Foci könnte laut Stoner die unterschiedliche Ausprägung der ASS erklären, die von leichten Verhaltensauffälligkeiten beim Asperger-Syndrom bis zum schweren infantilen Autismus reichen. Die Foci fanden sich nur im Frontallappen, dem Sitz der exekutiven Funktionen („Verstand“) und im Temporallappen, wo sich unter anderem das Sprachzentrum befindet. Der Okzipitallappen war frei von Störungen.
Therapieansätze
Ursächlich behandelt werden können Autismus-Spektrum-Störungen bislang nicht, mit verschiedenen Therapien lassen sich die sozialen Fähigkeiten jedoch oft deutlich verbessern. Gegen die begleitenden psychische Störungen wie Hyperaktivität, aggressives oder zwanghaftes Verhalten setzen Ärzte oft Medikamente ein, etwa Neuroleptika, Antidepressiva oder Stimulanzien. Bei der nicht-medikamentösen Therapie werden verschiedene Ansätze verfolgt: die Frühförderung von oftmals geistig beeinträchtigten Kindern im Vorschulalter, die Förderung von sozialen Kompetenzen durchschnittlich begabter Kinder und Jugendlicher - und als ebenso wichtige Säule schließlich das Elterntraining. Die Therapeuten geben Müttern und Vätern Ratschläge im Umgang mit autistischen Kindern, „denn diese müssen ganz anders erzogen werden“, erklärt Christine Freitag, „unter anderem brauchen sie viel mehr Motivierung als andere Gleichaltrige“. Die junge Patienten selbst lernen in Gruppentherapien unter anderem, zu erkennen, wie andere sich fühlen, eigene Wut zu kontrollieren - oder auch ganz alltägliche Dinge: „zum Beispiel, dass man einen anderen Menschen ausreden lässt oder ihm bei der Begrüßung in die Augen schaut“.
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