Fenster ins Gehirn
Forschungsbericht (importiert) 2025 - Max Planck Institut für Psychiatrie
Unser Gehirn liegt gut aufgehoben im Inneren des Schädels. Die schützende Barriere erschwert jedoch die direkte Untersuchung von psychischen Erkrankungen am lebenden Patienten. Zwar können bildgebende Verfahren wie die Magnetresonanztomographie (MRT) größere Hirnregionen abbilden, doch offenbaren sie nicht die zellulären und molekularen Prozesse, die bei diesen Erkrankungen verändert sind.
Zwar lassen sich viele der zellulären und molekularen Veränderungen, die bei diesen Erkrankungen auftreten, mit herkömmlichen Verfahren durch die Schädeldecke hindurch nicht sichtbar machen und bleiben verborgen. Unsere Projektgruppe am Max-Planck-Institut für Psychiatrie nimmt deshalb die Netzhaut des Auges buchstäblich unter die Lupe.
Die Augen bilden sich während der Embryonalentwicklung aus zwei becherartigen Ausstülpungen des Gehirns. Die Netzhaut des Auges ist also gewissermaßen eine „Außenstelle“ des Gehirns. Sie enthält rund 120 Millionen Nervenzellen, die in mehreren Lagen angeordnet die Sehsignale verarbeiten. Bei zahlreichen Gehirnerkrankungen verändert sich die Netzhaut, bevor die Betroffenen selbst etwas von ihren Beschwerden bemerken. Dies ist zum Beispiel bei Herz-Kreislauf-erkrankungen der Fall, aber auch bei neurodegenerativen und psychischen Erkrankungen wie bipolaren Störungen, Depressionen, Multipler Sklerose, Alzheimer und Parkinson. Die Ursachen dieser Veränderungen sind noch unklar.
Die 0,2 Millimeter dicke Schicht kann durch das Auge hindurch gut mit modernen berührungsfreien Techniken untersucht werden, zum Beispiel mit der sogenannten optischen Kohärenztomografie. Dieses Verfahren funktioniert ähnlich wie Ultraschall, nutzt jedoch Lichtwellen. Innerhalb weniger Sekunden und vollkommen schmerzfrei liefert es Bilder des Gewebes mit einer Auflösung weniger Tausendstel Millimeter. Auf diese Weise haben wir bei Menschen mit Schizophrenie Hinweise auf Veränderungen der Netzhaut entdeckt.
Die Erkrankung ist eine der komplexesten psychischen Erkrankungen überhaupt. Wörtlich übersetzt bedeutet Schizophrenie „gespaltener Geist“. Tatsächlich spalten sich keine Persönlichkeiten, sondern Betroffene erleben ihre Umwelt anders als gesunde Menschen und können die Grenze zwischen innerer und äußerer Realität verlieren. Das Risiko, daran zu erkranken, wird stark von den Genen bestimmt. Es gibt jedoch kein einzelnes „Schizophrenie-Gen“, vielmehr tragen verschiedene Gene zum Ausbruch der Krankheit bei.
Veränderungen wie im Gehirn?
Häufig geht Schizophrenie mit Begleiterkrankungen wie Diabetes, Adipositas und Bluthochdruck einher. Das wirft die spannende Frage auf: Sind die Netzhautveränderungen eine Folge dieser Erkrankungen oder ihr Spiegelbild? Anders gefragt: Finden in der Netzhaut Erkrankter dieselben genetischen und molekularen Vorgänge statt wie im Gehirn? Und gibt es bestimmte Zelltypen der Netzhaut, die von der Erkrankung besonders beeinträchtigt sind?
Um diesen Fragen auf den Grund zu gehen, haben wir Daten aus Studien genutzt, in denen das Erbgut vieler Menschen nach genetischen Abweichungen durchsucht wird, die mit einer Erkrankung zusammenhängen. In unsere Analyse sind Daten zu Schizophrenie, bipolaren Störungen, Depressionen, Multipler Sklerose, Parkinson, Alzheimer und Schlaganfall eingeflossen. Wir haben untersucht, welche der dabei gefundenen „Risikogene” in einem bestimmten Zelltyp in der Netzhaut von Menschen, Makaken und Mäusen tatsächlich aktiv sind.
Bei zwei Erkrankungen haben wir einen eindeutigen Zusammenhang gefunden: So sind Risikogene für Multiple Sklerose in Immunzellen in der Netzhaut aktiv. Risikogene für Schizophrenie wiederum sind in den Synapsen sogenannter Amakrinzellen aktiv. Diese Zellen regulieren die Kommunikation zwischen anderen Nervenzelltypen.
Spiegel des Gehirns
Als Nächstes haben wir die Architektur der Netzhaut untersucht. Hierzu haben wir anonymisierte Ergebnisse aus Kohärenztomografie-Untersuchungen sowie biologische Proben, Gesundheitsdaten und Gensequenzen einer halben Million Menschen aus einer britischen Studie analysiert. Dabei zeigte sich: Je mehr Risikogene ein Mensch besitzt, desto dünner ist die Schicht in seiner Netzhaut, in der die Synapsen der Amakrinzellen liegen.
Die Veränderungen der Netzhaut sind also kein „Nebeneffekt“ der Begleiterkrankungen, sondern tatsächlich ein Spiegel der Veränderungen im Gehirn infolge der Schizophrenie. Das lässt vermuten, dass sich auch andere neuronale Erkrankungen in der Netzhaut „widerspiegeln“.
Unsere bisherigen Studien liefern bisher jedoch lediglich Momentaufnahmen. In weiteren Studien möchten wir daher untersuchen, ob Betroffene mit ausgeprägten Netzhautveränderungen auch schwerere Krankheitsverläufe haben. Dafür sind aufwändige und langwierige Untersuchungen notwendig. Am Max-Planck-Institut für Psychiatrie werden wir noch in diesem Jahr mit einer solchen Studie beginnen und hierfür ein „psychiatrisches Augenzentrum“ einrichten. Es wird die Patientinnen und Patienten vom Zeitpunkt der Diagnose oder des Therapiebeginns an über einen längeren Zeitraum hinweg begleiten.
Die Vermessung der Netzhaut könnte künftig bereits zum Zeitpunkt der Diagnosestellung eine Vorhersage erlauben, welche Patienten besonders schwer erkranken werden und eine engmaschigere Behandlung benötigen. Zudem können in dieser von außen leicht zugänglichen Schicht Veränderungen und damit die Mechanismen psychiatrischer Erkrankungen einfacher untersucht werden.