Alzheimer könnte sich allein anhand von Gehirnscans vorhersagen lassen – Jahre bevor Gedächtnis oder Denkvermögen messbar nachlassen. Möglich wird das, weil sich typische Ruhemuster in den Gehirnen von Menschen mit Alzheimer und sogenannten Super-Agern messbar unterscheiden.

Bislang fehlen verlässliche Methoden zur Früherkennung. Wenn Ärzte eine Demenz feststellen, laufen die krankhaften Veränderungen im Gehirn Betroffener oft schon seit Jahren. Genau dort setzt eine neue Studie von Forschern der Stanford University an, die in der Fachzeitschrift „Science Advances“ erschienen ist.

Das Team amerikanischer Wissenschaftler hat ein KI-Modell entwickelt, das analysiert, wie verschiedene Regionen des Gehirns in Ruhe miteinander kommunizieren. Dieses Muster, auch funktionelle Konnektivität genannt, lässt sich mit einem Gehirnscan im MRT messen, während der Proband einfach still liegt – ein sogenanntes resting-state-fMRI.

Bislang verglichen ähnliche Studien Alzheimer-Patienten mit kognitiv unauffälligen älteren Menschen. Das Problem ist, dass diese normalen Älteren untereinander biologisch sehr verschieden sind. Zudem mögen sie zwar kognitiv noch keinen Verfall zeigen, in ihrem Gehirn können sich dennoch erste neurodegenerative Entwicklungen abzeichnen. Das verwischt die Unterschiede.

Die Forscher wählten deshalb zwei extreme Gruppen als Orientierungspunkte: einerseits Alzheimer-Patienten, andererseits sogenannte Super-Ager – Menschen über 75 mit dem vergleichbaren Gedächtnis eines 45-Jährigen. Das sind nach aktuellen Schätzungen rund zehn Prozent der Älteren. Daraus bildeten sie eine sogenannte ARC-Skala („Alzheimer’s Resilience-Vulnerability Connectome“-Score).

Das Modell wurde anhand von 290 Personen trainiert – 180 Super-Agern, 110 Alzheimer-Patienten – und anschließend in einer unabhängigen Gruppe von 143 weiteren Personen überprüft. Dabei erkannte es Super-Ager und Alzheimer-Patienten mit rund 80 Prozent Genauigkeit.

Erste Anzeichen bis zu zwölf Jahre vor Diagnose

Anschließend wendeten die Forscher das Modell auf mehr als 1300 kognitiv gesunde Erwachsene zwischen 55 und 70 Jahren an – Menschen, die beim Test unauffällig waren. Das Ergebnis: Wessen Gehirnmuster dem Alzheimer-Ende der Skala ähnelte, zeigte in den Folgejahren einen schnelleren Gedächtnisabbau, stärkere Amyloid-Ansammlungen und ein höheres Risiko, tatsächlich an Alzheimer zu erkranken. Die Beobachtung lief über bis zu zwölf Jahre.

Das Bemerkenswerte: Beim Ausgangs-Scan unterschieden sich die beiden Gruppen in ihren Amyloid- und Tau-Werten – den klassischen Alzheimer-Biomarkern – überhaupt nicht. Dabei handelt es sich um Ansammlungen von fehlgefalteten Proteinen, die sich typischerweise im Gehirn von Betroffenen finden.

Lange vermutete man, dass in ihnen der eigentliche Auslöser für den neurologischen Verfall liegen könnte. Mittlerweile mehren sich jedoch Hinweise, dass die toxischen Proteinablagerungen möglicherweise nur Begleiterscheinungen eines noch tieferen Krankheitsprozesses sind.

In den Versuchen der Studie sagte das Kommunikationsmuster der Gehirnregionen die spätere Gehirngesundheit voraus, bevor die bekannten Alzheimer-Warnzeichen überhaupt messbar waren. „Unser Modell zeigt vergleichbare oder bessere Vorhersagekraft verglichen mit etablierten Biomarkern“, sagte Erstautor Kanhao Zhao, „und das zu einem früheren Zeitpunkt.“

Direkt anwenden lässt sich der ARC-Score noch nicht: Ob ein schlechter Score wirklich das persönliche Schicksal besiegelt, ist offen. Yu Zhang, Hauptautor der Studie, betont selbst: „Ein ARC-Wert ist nur eine Momentaufnahme, kein Urteil.“ Die Forscher planen jetzt einen Therapieversuch – sie wollen prüfen, ob gezieltes kognitives Training das Gehirnmuster in Richtung Super-Ager verschieben kann.

Wessen Gehirn nach dem ARC-Score gefährdet wirkte, hatte auch ein biologisch älteres Gehirn – gemessen nicht am Geburtsdatum, sondern an der Hirnaktivität selbst. Das Modell reagiert also auf das tatsächliche Alter des Gehirns, nicht auf die Zahl der Lebensjahre. Zudem verknüpfte der Score in den Daten nicht nur schlechtes Gedächtnis mit Alzheimer-Risiko, sondern auch Apathie und Depressionen – ein Hinweis darauf, dass das Ruhemuster des Gehirns weitaus mehr über dessen Gesundheitszustand verrät als bisher angenommen.

Erste Analysen deuten auf zwei Gene hin, die mit dem Muster zusammenhängen – eines steuert Entzündungsprozesse im Zellstoffwechsel, das andere den Aufbau von Synapsen, also den Verbindungspunkten zwischen Nervenzellen. Noch sind das Kandidaten, keine gesicherten Treffer; größere Studien müssen folgen.

„Das Kritische ist, dass wir früh eingreifen müssen“, sagte Zhang. „Deshalb konzentrieren wir uns auf kognitiv unauffällige Menschen – um Super-Ager-ähnliche von Alzheimer-ähnlichen Gehirnmustern zu unterscheiden.“

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