Suchen

Tausend Gehirne gescannt

Ein Datenschatz für die Altersforschung

| Autor/ Redakteur: Erhard Zeiss* / Christian Lüttmann

Was passiert im Alter mit dem Gehirn? Und welche Faktoren beeinflussen den Alterungsprozess? Diesen Fragen geht eine Studie des Forschungszentrums Jülich in Kooperation mit der Universität Duisburg-Essen nach – mit über 1000 Probanden. Jetzt liegen erste Ergebnisse vor, die die Jülicher Forscher präsentieren. Doch die Auswertung aller gesammelten Daten hat gerade erst begonnen...

Firma zum Thema

In der 1000-Gehirne-Studie untersuchen Forscher die Alterung des menschlichen Gehirns. (Symbolbild)
In der 1000-Gehirne-Studie untersuchen Forscher die Alterung des menschlichen Gehirns. (Symbolbild)
(Bild: ©tiero - stock.adobe.com )

Jülich – Seit September 2011 wurden die Gehirne von rund 1300 vorwiegend älteren Probanden genau unter die Lupe genommen. Per Magnetresonanz-Tomographie machten Jülicher Forscher dazu Aufnahmen von den Gehirnen und pflegten sie in die Datenbank der 1000-Gehirne-Studie ein. Zu den MRT-Aufnahmen führten die Forscher unter anderem kognitive Leistungstests und Blutuntersuchungen durch. Am 29. März 2018 wurde der letzte Proband in Jülich untersucht.

„Damit haben wir einen wichtigen Meilenstein erreicht“, sagt Prof. Svenja Caspers vom Jülicher Institut für Neurowissenschaften und Medizin und Leiterin der Studie. Doch die eigentliche Arbeit der Forscher beginnt erst: Durch Auswertung des gewaltigen Datensatzes erhoffen sich die Wissenschaftler neue Erkenntnisse über Alterungsprozesse des menschlichen Gehirns.

Über 15 Jahre treue Probanden

Das Besondere der Studie ist den Forschern zufolge die Probandengruppe. Denn alle Teilnehmer konnten aus einer anderen, groß angelegten medizinischen Erhebung rekrutiert werden: der Essener Heinz Nixdorf Recall (HNR) Studie zur Herz- und Kreislaufgesundheit. „Die Probanden sind unser größter Schatz, sie halten uns seit über 15 Jahren die Treue“, sagt Prof. Susanne Moebus, Leiterin der 2001 gestarteten HNR-Studie.

Von diesem Schatz profitiert nun auch die 1000-Gehirne-Studie. Deren Probanden stammen aus dem Pool der HNR-Studie und haben ab 2011 im Forschungszentrum Jülich ihre Hirnanatomie und -funktion prüfen lassen. Fast 500 Teilnehmer konnten die Jülicher Forscher sogar für einen zweiten Durchlauf gewinnen. So stehen sogar Daten zu individuellen Alterungsprozessen zur Verfügung.

Auswertung per Supercomputer

Durch die Verknüpfung der HNR- und 1000-Gehirne-Studie erhalten die Wissenschaftler weitere wichtige Kenndaten: Etwa zu Ernährung, körperlicher Fitness, Lebenssituation, Ausbildung oder auch Belastungen wie durch Rauchen und Alkohol oder Feinstaub und Lärm sowie zahlreiche weitere Faktoren.

Sie können so untersuchen, wie diese Faktoren die Alterung des Gehirns beeinflussen. „Solche extrem komplexen Datensätze können nur auf einem Supercomputer sinnvoll analysiert werden“, sagt Caspers. Die Lebenswissenschaftler arbeiten hier mit den Experten des Jülich Supercomputing Centre zusammen.

Die rechte Gehirnhälfte altert schneller

Parallel zu den nun abgeschlossenen Messungen haben die Forscher in den vergangenen Jahren schon damit begonnen, erste Datensätze näher zu beleuchten. Sie fanden heraus, dass verschiedene Hirnregionen unterschiedlich altern. „Die rechte Hirnhälfte, wo das räumliche Denken verankert ist, wird offenbar im Alter stärker abgebaut, als die linke Hemisphäre, in welcher die Sprache zu Hause ist. Das könnte erklären, dass bei älteren Menschen die Orientierung im Raum oder das visuelle Arbeitsgedächtnis nachlassen, die sprachliche Kompetenz jedoch zeitlebens relativ konstant bleibt“, so Caspers.

Noch steht die Auswertung des Datenschatzes aber am Anfang. „Wir rechnen damit, dass wir auf Grundlage dieser Studie noch viele wissenschaftliche Projekte anstoßen und wertvolle Erkenntnisse über die Gehirnalterung gewinnen können“, meint Prof. Katrin Amunts, Direktorin des Jülicher Instituts für Neurowissenschaften und Medizin. Die hauptverantwortliche Initiatorin des Großprojekts ergänzt: „Schön wäre es, wenn wir aus unserer Studie dann ganz konkrete Empfehlungen ableiten könnten, wie man auch im Alter fit bleibt.“

Originalpublikationen: Caspers S, Moebus S, Lux S, Pundt N, Schütz H, Mühleisen TW, Gras V, Eickhoff SB, Romanzetti S, Stöcker T, Stirnberg R, Kirlangic ME, Minnerop M, Pieperhoff P, Mödder U, Das S, Evans AC, Jöckel KH, Erbel R, Cichon S, Nöthen MM, Sturma D, Bauer A, Shah NJ, Zilles K, Amunts K: Studying variability of human brain aging in a population-based German cohort – Rationale and study concept of 1000BRAINS. Frontiers in Aging Neuroscience 6: 149 (2014), DOI: 10.3389/fnagi.2014.00149

Jockwitz C, Caspers S, Lux S, Eickhoff SB, Jütten K, Lenzen S, Moebus S, Pundt N, Reid A, Hoffstaedter F, Jöckel KH, Erbel R, Cichon S, Nöthen MM, Shah NJ, Zilles K, Amunts K: The influence of age and cognitive performance on variability of resting-state networks of older adults in a population-based cohort. Cortex 89: 28-44 (2017), DOI: 10.1016/j.cortex.2017.01.0089

Jockwitz C, Caspers S, Lux S, Jütten K, Schleicher A, Eickhoff SB, Amunts K, Zilles K: Age- and function-related regional changes in cortical folding of the Default Mode Network in older adults. Brain Structure and Function 222, 83-99 (2017), DOI: 10.1007/s00429-016-1202-4

Jannusch K, Jockwitz C, Bidmon H-J, Moebus S, Amunts K, Caspers S: A Complex Interplay of Vitamin B1 and B6 Metabolism with Cognition, Brain Structure, and Functional Connectivity in Older Adults. Frontiers in Neuroscience 11: 59, DOI: 10.3389/fnins.2017.00596

* Erhard Zeiss, Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 45321564)