Die Gehirnschrumpfung, auch Hirnatrophie genannt, ist ein komplexes Phänomen, das sowohl altersbedingte als auch krankheitsbedingte Ursachen haben kann. Dieser Artikel beleuchtet die verschiedenen Aspekte der Gehirnschrumpfung, von den normalen altersbedingten Veränderungen bis hin zu den Auswirkungen neurodegenerativer Erkrankungen und den neuesten Forschungsergebnissen.
Einführung
Das menschliche Gehirn ist ein äußerst komplexes und dynamisches Organ, das sich im Laufe des Lebens ständig verändert. Diese Veränderungen können sowohl positive als auch negative Auswirkungen haben. Eine der auffälligsten Veränderungen, die mit dem Alter einhergehen, ist die Abnahme des Hirnvolumens, die als Gehirnschrumpfung bezeichnet wird. Obwohl eine gewisse Schrumpfung des Gehirns im Alter normal ist, kann eine übermäßige oder beschleunigte Schrumpfung ein Anzeichen für eine zugrunde liegende Erkrankung sein.
Ursachen der Gehirnschrumpfung
Die Ursachen für Gehirnschrumpfung sind vielfältig und reichen von normalen Alterungsprozessen bis hin zu schweren neurologischen Erkrankungen. Es ist wichtig zu beachten, dass nicht jede im Gehirn-MRT entdeckte Schrumpfung auf das Vorliegen einer Krankheit hinweist.
Normaler Alterungsprozess
Mit zunehmendem Alter kann eine Abnahme des Hirnvolumens auftreten. Ab Mitte 30 beginnt unser Gehirn zu schrumpfen: zunächst nur minimal, ab 60 dann um 0,5 Prozent jährlich und später noch schneller. Bis zum Greisenalter büßt es im Schnitt elf Prozent seines Gewichts ein. Von dieser Abnahme ist zum einen die graue Substanz betroffen, in der sich vor allem die Zellkörper der Neurone befinden. Ihr verdankt unser Gehirn vereinfacht gesagt seine Rechenpower. Ein großer Teil der grauen Substanz konzentriert sich in der Hirnrinde, dem Kortex. Dieser wird im Alter immer dünner - ein Vorgang, den man im Fachjargon »cortical thinning« nennt. Daneben verringert sich zum anderen auch das Volumen der weißen Substanz, die dem Informationsaustausch zwischen den Hirnarealen dient. Sie besteht zum Großteil aus langen, dünnen Nervenfasern, die elektrische Signale rasch über weite Strecken transportieren können, manchmal zehn Zentimeter oder mehr. Die Datenautobahnen sind durch eine fettreiche Schicht gegenüber ihrer Umgebung isoliert, das Myelin. Diese Ummantelung verursacht auch die weiße Färbung des Gewebes. Sie verhindert Kurzschlüsse und beschleunigt die Weiterleitung der Informationen.
Neurodegenerative Erkrankungen
Neurodegenerative Erkrankungen wie die Alzheimer-Krankheit, die Parkinson-Krankheit und die Huntington-Krankheit können zu einer Hirnschrumpfung führen.
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Alzheimer-Krankheit
Die Alzheimer-Krankheit ist eine degenerative neurologische Erkrankung, bei der die Funktion des Gehirns beeinträchtigt ist. Es kommt zu einem erheblichen Verlust an Hirngewebe und zu Veränderungen im Großhirn. Strukturelle Änderungen im Eiweißgewebe des Gehirns führen zu Gedächtnis- und Orientierungsverlust und zu einem Abbau des Denkens und Fühlens des Erkrankten. Sicher ist aber, dass die Erkrankung zu einem Verlust von Nervenzellen und damit zum Abbau der Hirnsubstanz führt. Das Gehirn kann bis zu 20 Prozent seiner Masse einbüßen. Das hat zur Folge, dass die Furchen, die sich in der Hirnoberfläche befinden, vertiefen. Die Hirnkammern erweitern sich, weil das Gehirn selbst schrumpft. Diese Schrumpfung kann etwa am dem mittleren Krankheitsstadium und im Spätstadium mit Hilfe bildgebender Verfahren, etwa einem Computertomogramm oder einer Magnetresonanztomographie, dargestellt werden. Im Gehirn von Alzheimer-Patienten sterben Nervenzellen und ihre Verbindungen untereinander ab. Der Prozess beginnt in den Schläfenlappen des Gehirns und einer zentralen Gedächtnisregion (Hippocampus) und breitet sich auf weitere Gedächtnisbereiche aus, was zu einem Verlust des Kurzzeitgedächtnisses führt. Zwischen den Nervenzellen und in manchen Blutgefäßen bilden sich harte, unauflösliche Plaques aus Beta-Amyloid. Dabei handelt es sich um Bruchstücke eines größeren Proteins, des Amyloid-Vorläuferproteins (APP), dessen genaue Funktion noch nicht vollständig geklärt ist, das jedoch vermutlich an der Regulation von Zellfunktionen beteiligt ist. Außerdem bilden sich bei Alzheimer-Patienten in den Nervenzellen des Gehirns abnormale Tau-Fibrillen - unauflösliche, gedrehte Fasern aus dem sogenannten Tau-Protein. Sie stören die Stabilisierungs- und Transportprozesse in den Gehirnzellen, sodass diese absterben.
Vaskuläre Demenz
Durchblutungsstörungen des Gehirns (Anteil etwa 20 Prozent). Verantwortlich für die Durchblutungsstörungen sind wiederholte, kleine und häufig unbemerkt gebliebene Schlaganfälle, die zu einer Unterbrechung in der Durchblutung verschiedener Gehirnareale führen. Je nachdem, welche Gehirnbereiche betroffen sind, kann es zu unterschiedlichen Ausfällen führen z. B. Sprachprobleme, Stimmungsschwankungen, Epilepsie, Halbseitenlähmungen.
Zerebelläre Ataxie
Die zerebelläre Ataxie ist eine neurologische Störung des Kleinhirns. Dieses wichtige Areal im hinteren Teil des Gehirns koordiniert sozusagen als Dirigent unsere Bewegungen und hält uns im Gleichgewicht. Bei der zerebellären Ataxie ist diese Fähigkeit beeinträchtigt. Betroffene Menschen können Schwierigkeiten beim Gehen, Sprechen und Greifen oder auch bei kontrollierten Augenbewegungen haben. Teils beginnt die Schädigung schleichend und entwickelt sich über Jahre hinweg. Sie kann verschiedene Ursachen haben, die häufig genetisch bedingt sind. Aber auch Schlaganfälle oder Tumoren können Auslöser sein. Ein Forschungsteam um Professor Dr. Kurt-Wolfram Sühs, Oberarzt an der Klinik für Neurologie mit Klinischer Neurophysiologie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH), hat nun eine neue Art der zerebellären Ataxie entdeckt. Der Autoantikörper namens Anti-DAGLA richtet sich gegen Kleinhirnzellen und führt so zu einer schweren Entzündung mit den entsprechenden Symptomen. Untersuchungen im Magnetresonanztomografen (MRT) zeigten einen deutlichen Substanzverlust des angegriffenen Kleinhirns.
Weitere Faktoren
Neben dem normalen Alterungsprozess und neurodegenerativen Erkrankungen können auch andere Faktoren zu einer Gehirnschrumpfung beitragen, darunter:
Traumatische Ereignisse: Eine Studie aus dem Jahr 2012 untersuchte die Gehirne von Menschen, die in ihrem Leben traumatische Erlebnisse erlitten haben. Die Ergebnisse zeigten, dass eine Reihe unterschiedlicher Regionen in den Gehirnen von traumatisierten Personen, verglichen mit nicht-traumatisierten Personen, kleiner waren. Sämtliche Hirnregionen, die bei traumatisierten Personen kleiner waren (insbesondere das Vorderhirn und die Insula), sind für komplexe kognitive Prozesse sowie Emotion- und Selbstkontrolle verantwortlich.
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Stress: Traumatische Erlebnisse lösen extremen Stress aus. Diese Extremsituation signalisiert dem Gehirn wiederum, dass es seine Struktur ändern muss, um den Gegebenheiten der Umwelt angepasst zu sein. Eine im Jahr 2014 von der Wissenschaftlerin Daniela Kaufer an der Universität Berkeley durchgeführte Studie untersuchte die Ursache von Stress genauer. Dazu wurde analysiert, welche Art von Zellen im Hippocampus entstehen, wenn Menschen unter chronischem Stress leiden. Der Hippocampus spielt beim Lernen neuer Inhalte eine entscheidende Rolle. Es zeigte sich, dass zum einen eine größere Anzahl von Zellen, die Myelin produzieren, entstehen. Zum anderen sinkt der Anteil grauer Zellen.
Alkohol: Jawinski hat 2022 zusammen mit Kolleginnen und Kollegen den Brain Age Gap von 335 Seniorinnen und Senioren aus dem Großraum Berlin untersucht. Dabei zeigte sich unter anderem, dass die KI-Schätzung bei Menschen, die viel Alkohol trinken, gegenüber dem tatsächlichen Alter im Schnitt signifikant stärker nach oben abweicht als bei solchen, die sich nur selten ein Glas gönnen.
Bluthochdruck: Auch ein erhöhter Blutzuckerspiegel im nüchternen Zustand - ein Hinweis auf eine mögliche Diabeteserkrankung - geht häufig mit einer beschleunigten Hirnalterung einher, ebenso Bluthochdruck.
Diagnose der Gehirnschrumpfung
Die Diagnose der Gehirnschrumpfung erfolgt in der Regel durch bildgebende Verfahren wie die Magnetresonanztomographie (MRT) oder die Computertomographie (CT). Diese Verfahren ermöglichen es, das Hirnvolumen zu messen und Veränderungen im Laufe der Zeit zu verfolgen. Es ist wichtig zu beachten, dass eine im Gehirn-MRT entdeckte Schrumpfung nicht immer ein Anzeichen für eine schwerwiegende Krankheit ist. Dennoch sollte jedes Symptom oder Zeichen ernst genommen und von einem erfahrenen Neurologen bewertet werden.
Auswirkungen der Gehirnschrumpfung
Die Auswirkungen der Gehirnschrumpfung hängen von der Ursache und dem Ausmaß der Schrumpfung ab. Bei normaler altersbedingter Schrumpfung können die Auswirkungen minimal sein und sich in leichten Gedächtnisproblemen oder einerVerlangsamung der Denkprozesse äußern. Bei schwereren Formen der Gehirnschrumpfung, die durch neurodegenerative Erkrankungen verursacht werden, können die Auswirkungen jedoch erheblich sein und zu schweren kognitiven Beeinträchtigungen, Verhaltensänderungen und motorischen Störungen führen. Die Symptome einer Demenz sind vielfältig und können je nach Form und Grad unterschiedlich ausgeprägt sein. Für einen gesunden Menschen ist es selbstverständlich die Fähigkeit zu besitzen, Zusammenhänge begreifen zu können, Dinge zu verstehen und benennen zu können, oder auch Planungen vorzunehmen. Schon im Frühstadium eines Demenz-Syndrom kann es auffallend sein, dass es zu Wortfindungsstörungen kommt. Häufig wird versucht durch Umschreibungen der Worte, die Kommunikation aufrecht zu erhalten. Wenn selbst das nicht mehr gelingt, kann dies bis zu einer vollkommenen Verstummung führen. Innerhalb des Demenz-Syndroms kann es zu Einschränkungen der Auffassungsgabe kommen. Betroffene finden beispielsweise den sonst bekannten Weg, vom Supermarkt, oder Arzt nicht mehr nach Hause. Lebenssituationen werden falsch eingeschätzt, was häufig zu Gefühlen von Angst und Unsicherheit führen kann. Der Betroffene weiß, es stimmt etwas nicht, kann aber die Gründe nur im Außen vermuten und nicht bei sich selbst.
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Behandlung der Gehirnschrumpfung
Die Behandlung der Gehirnschrumpfung richtet sich nach der zugrunde liegenden Ursache. Bei normaler altersbedingter Schrumpfung gibt es keine spezifische Behandlung, aber bestimmte Lebensstiländerungen wie regelmäßige Bewegung, eine gesunde Ernährung und geistige Aktivität können dazu beitragen, die kognitive Funktion zu erhalten und die Auswirkungen der Schrumpfung zu minimieren. Bei neurodegenerativen Erkrankungen gibt es Medikamente und Therapien, die helfen können, die Symptome zu lindern und den Krankheitsverlauf zu verlangsamen.
Neue Therapieansätze bei zerebellärer Ataxie
Nach einer Behandlung mit entzündungshemmenden Medikamenten und einer Immuntherapie mit dem Wirkstoff Rituximab, der seit einigen Jahren erfolgreich zur Behandlung von Autoimmunerkrankungen eingesetzt wird, besserte sich der Gesundheitszustand bei drei der vier Betroffenen nachhaltig. „Die vier Betroffenen waren vor Ausbruch der Erkrankung selbstständig und gesund“, sagt Professor Sühs. Bislang können die Autoimmunreaktion nur relativ ungezielt unterdrücken, indem beispielsweise per Blutwäsche die Autoantikörper aus dem Körper entfernen oder mit dem Wirkstoff Rituximab die B-Zellen des Immunsystems vernichten, die nach Ausreifung für die Bildung der Autoantikörper zuständig sind.
Prävention der Gehirnschrumpfung
Obwohl nicht alle Ursachen der Gehirnschrumpfung vermeidbar sind, gibt es bestimmte Maßnahmen, die dazu beitragen können, das Risiko einer übermäßigen oder beschleunigten Schrumpfung zu verringern. Dazu gehören:
Regelmäßige Bewegung: Körperliche Aktivität fördert die Durchblutung des Gehirns und kann das Wachstum neuer Nervenzellen anregen.
Gesunde Ernährung: Eine ausgewogene Ernährung mit viel Obst, Gemüse und gesunden Fetten kann dazu beitragen, das Gehirn gesund zu halten.
Geistige Aktivität: Geistige Aktivität wie Lesen, das Lösen von Rätseln oder das Erlernen neuer Fähigkeiten kann dazu beitragen, die kognitive Funktion zu erhalten und das Gehirn aktiv zu halten.
Stressmanagement: Chronischer Stress kann das Gehirn schädigen. Stressbewältigungstechniken wie Yoga, Meditation oder Atemübungen können dazu beitragen, Stress abzubauen und das Gehirn zu schützen.
Die Plastizität des Gehirns
Neueste Studien zeigen: Auch die Gestalt des Gehirns ändert sich, je nach Lebenslage. Die Fähigkeit unseres Gehirns,, sich zu verändern, wird Neuroplastizität genannt. So wie das Gehirn unter Stress leidet, kann es in anderen Situationen aufblühen. Beispielsweise konnte gezeigt werden, dass Achtsamkeitstraining das Wachstum von grauen Zellen stimulieren kann. In einer weiteren Studie wurde untersucht, wie sich das Gehirn durch regelmäßiges Gehirntraining verändert. Dabei wurde festgestellt, dass die Myelinisierung von Strukturen, die mit dem Arbeitsgedächtnis in Verbindung stehen, zugenommen hat. Auch die Übungen von NeuroNation sind speziell dafür entwickelt, das Arbeitsgedächtnis zu stärken. Dem Arbeitsgedächtnis kommt eine Vielzahl bedeutender Funktionen im menschlichen Geist zu; es ist an praktisch jeder intelligenten Handlung beteiligt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unser Gehirn ein enorm anpassungsfähiges Organ ist und je nach Situation bestimmte Strukturen wachsen und andere schrumpfen können.