Veränderungen der Hirngefäße wichtig für die Vorhersage kognitiver Beeinträchtigungen

Frühe Anzeichen kognitiven Abbaus entdecken: Blutfluss, Hirnverbindungen und zelluläre Botenstoffe

Mit einer alternden Bevölkerung nehmen die Bedenken über kognitiven Abbau und Demenz zu. Eine bahnbrechende Studie hat nun neue Wege aufgezeigt, um leichte kognitive Beeinträchtigung (MCI) zu erkennen, einen Zustand, der oft schwereren Formen der Demenz vorausgeht. Durch die Untersuchung des Blutflusses im Gehirn, neuronaler Verbindungen und winziger zellulärer Botenstoffe haben Forscher vielversprechende Biomarker entdeckt, die revolutionieren könnten, wie wir kognitiven Abbau in seinen frühesten Stadien identifizieren und möglicherweise behandeln.

Der Blutfluss im Gehirn und kognitive Gesundheit

Forscher am University of Oklahoma Health Sciences Centernutzten eine Technik namens funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS), um zu messen, wie sich der Blutfluss im Gehirn während kognitiver Aufgaben verändert. Sie fanden heraus, dass Menschen mit MCI eine verminderte „neurovaskuläre Kopplung“ aufwiesen – die Fähigkeit des Gehirns, den Blutfluss zu aktiven Bereichen zu erhöhen – insbesondere in einer Region namens linker dorsolateraler präfrontaler Cortex, die entscheidend für das Arbeitsgedächtnis und exekutive Funktionen ist.

Funktionelle Verbindungen: Wie Hirnregionen zusammenarbeiten

Die Studie untersuchte auch die „funktionelle Konnektivität“, die misst, wie verschiedene Hirnregionen kommunizieren und zusammenarbeiten. Bei gesundem Altern zeigt das Gehirn oft eine erhöhte Konnektivität, um andere altersbedingte Veränderungen zu kompensieren. Die Forscher fanden jedoch heraus, dass dieser Kompensationsmechanismus bei Menschen mit MCI zusammenzubrechen scheint.

Winzige zelluläre Botenstoffe: Was uns Blutgefäße über die Gesundheit des Gehirns verraten können

In einem neuartigen Ansatz untersuchten die Forscher auch winzige Strukturen, die als zerebrovaskuläre endotheliale extrazelluläre Vesikel (CEEVs) bezeichnet werden, in den Blutproben der Teilnehmer. Diese mikroskopischen „Bläschen“ werden von den Zellen freigesetzt, die die Blutgefäße im Gehirn auskleiden, und könnten Hinweise auf die Gesundheit dieser Gefäße liefern.

Interessanterweise fand die Studie heraus, dass Menschen mit MCI eine höhere Konzentration dieser Vesikel in ihrem Blut hatten. Noch aufschlussreicher war, dass der Spiegel der CEEVs mit dem Ausmaß der Schädigung der weißen Substanz des Gehirns korrelierte, wie auf MRT-Aufnahmen zu sehen war.

Kombination von Biomarkern für eine bessere Erkennung kognitiven Abbaus

Als die Forscher alle drei Messungen – neurovaskuläre Kopplung, funktionelle Konnektivität und CEEVs – kombinierten, stellten sie fest, dass sie die MCI-Diagnose mit hoher Genauigkeit vorhersagen konnten. Dieser mehrstufige Ansatz könnte zu sensitiveren und spezifischeren Tests für frühen kognitiven Abbau führen.

Die Auswirkungen dieser Forschung sind weitreichend. Durch eine frühere und genauere Identifizierung von MCI könnten Gesundheitsdienstleister möglicherweise früher mit Behandlungen oder Lebensstiländerungen eingreifen, die den weiteren kognitiven Abbau verlangsamen oder sogar verhindern könnten. Darüber hinaus könnten sich diese Biomarker als unschätzbar wertvoll für die Erprobung neuer Therapien erweisen, die darauf abzielen, die kognitive Funktion in unserer alternden Bevölkerung zu erhalten.

Während wir weiterhin das komplexe Zusammenspiel zwischen Blutfluss im Gehirn, neuronalen Verbindungen und zellulärer Kommunikation in der kognitiven Gesundheit entschlüsseln, kommen wir einer Zukunft näher, in der kognitiver Abbau erkannt und behandelt werden kann, lange bevor Symptome offensichtlich werden. Diese Studie markiert einen wichtigen Schritt vorwärts auf diesem Weg und bietet neue Hoffnung für die Erhaltung der kognitiven Gesundheit im Alter.

Quelle

Cameron D. Owens et al, Neurovascular coupling, functional connectivity, and cerebrovascular endothelial extracellular vesicles as biomarkers of mild cognitive impairment, Alzheimer’s & Dementia (2024). DOI: 10.1002/alz.14072