Vorzeitig gealterte Gehirne im Blick - wissenschaft.de
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Vorzeitig gealterte Gehirne im Blick

Mit dem BrainAGE-Verfahren lässt sich auf der Grundlage von MRT-Daten das biologische Alter des Gehirns bestimmen. (Foto: Michael Szabó/ UKJ)

Vorzeitig gealtert – dabei denkt man zunächst meist an das Aussehen von Menschen: In Falten und Co spiegeln sich die Alterungsprozesse wider. Im Fall des Gehirns sind sie hingegen nicht so einfach erkennbar. Diesbezüglich berichten deutsche Forscher nun über Fortschritte: Ihr sogenanntes „BrainAGE-Verfahren“ ermöglicht es, das biologische Alter des Gehirns zu bestimmen und damit möglicherweise problematische Effekte bei der Hirnreifung oder von neurodegenerativen Prozessen aufzuzeigen.

An Verfahren, die Gehirnalterung zu erfassen, wird bereits seit einiger Zeit getüftelt – so auch am Universitätsklinikum Jena. Dort entstand das BrainAGE-Verfahren, über das Katja Franke und ihre Kollegen nun berichten. Es basiert auf der Auswertung von Daten aus Untersuchungen mittels Magnetresonanztomographie (MRT). Diese Methode kann detaillierte Aufnahmen von Geweben im Inneren des Körpers liefern. So zeichnen sich auch Strukturveränderungen des Gehirns ab, die durch die Abnahme der grauen und der weißen Substanz im Rahmen der natürlichen Alterung entstehen, erklären die Wissenschaftler.

Beim BrainAGE-Verfahren werden die Gehirn-MRT-Daten durch Mustererkennungs-Algorithmen automatisch ausgewertet. Zunächst konnten die Forscher so einen Standard für bestimmte Altersstufen ermitteln. Durch Vergleiche mit diesen Werten kann das BrainAGE-System dann das biologische Hirnalter eines Menschen als Zahl darstellen.

Bedeutung der Ernährung in der Schwangerschaft dokumentiert

Wie die Forscher nun berichten, haben sie durch das Verfahren interessante Einblicke in die Einflussfaktoren der Alterung des Gehirns gewonnen – etwa wie sich neurodegenerative Prozesse auswirken. Sie konnten zudem zeigen, wie vorgeburtlicher Stress oder Mangelernährung die Entwicklung des Gehirns im späteren Leben prägen können. Konkret dokumentiert eine aktuelle Studie unter Verwendung des Verfahrens Effekte bei Männern, die aus Schwangerschaften während des holländischen Hungerwinters am Ende des Zweiten Weltkriegs hervorgegangen sind. Die Mangelernährung der Mütter führte demnach dazu, dass die 118 Probanden heute eine vorzeitige Alterung des Gehirns von durchschnittlich vier Jahren aufweisen.

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„Unsere Ergebnisse bestätigen die entscheidende Bedeutung einer ausreichenden Nährstoffversorgung während der Schwangerschaft: Eine vorgeburtliche Unterernährung ist mit der beschleunigten Alterung des Gehirns im höheren Erwachsenenalter verbunden“, sagt Franke. Zudem bestätigten die Ergebnisse dieser Studie, dass die Alterungsgeschwindigkeit von der individuellen Struktur des Gehirns abhängt, die wiederum von Geburtsmerkmalen geprägt ist, aber auch von Gesundheitsfaktoren im späten Erwachsenenalter. Es zeichnete sich ab, dass die Entwicklung des biologischen Alters des Gehirns beispielsweis auch mit dem Kopfumfang bei der Geburt verknüpft ist. Was das spätere Leben betrifft, zeichneten sich Faktoren wie Alkoholkonsum, Bluthochdruckbehandlungen und die Herzfrequenz als Einflussgrößen für das biologische Hirnalter ab.

Früherkennung von neurodegenerativen Prozessen

Den Forschern zufolge kann das BrainAGE-Verfahren auch eine verbesserte Prognose von Alzheimer-Demenz ermöglichen. Untersuchungen bei Patienten im Anfangsstadium der Erkrankung offenbarten ein im Vergleich zum chronologischen Alter um etwa zehn Jahre erhöhtes biologisches Hirnalter. Bei Patienten, die später eine Alzheimer-Demenz entwickeln, altert das Hirn außerdem doppelt so schnell, berichten die Wissenschaftler. „Diese Patienten würden höchstwahrscheinlich von präventiven und medikamentösen Therapien, an denen derzeit weltweit eifrig geforscht wird, besonders profitieren. BrainAGE könnte dazu beitragen, diese Risikopatienten zu identifizieren und den Therapieerfolg zu überprüfen“, resümiert Franke.

Quellen: Universitätsklinikum Jena

Neuroimage, https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2017.10.047
Trends in Neurosciences,  https://doi.org/10.1016/j.tins.2017.10.001

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