Autismus-Spektrum-Störung und die Form des Kleinhirns (Cerebellum)
14.07.2018 Strukturelle Unterschiede im Kleinhirn können mit einigen Aspekten von Autismus-Spektrum-Störungen zusammenhängen laut einer in PLOS ONE veröffentlichten Studie.
Das Cerebellum
Das Kleinhirn bzw. Cerebellum – im Lateinischen „kleines Gehirn“ – macht nur 10 Prozent des Gesamtvolumens des Gehirns aus, obwohl es 80 Prozent aller Neuronen im menschlichen Gehirn enthält.
Früher dachte man, dass diese unregelmäßig geformte Struktur des Gehirns in erster Linie die motorischen Funktionen bestimmt, aber neuere Studien deuten darauf hin, dass sie auch eine wichtige Rolle beim impliziten Lernen (Extrahieren der zugrundeliegenden Regeln ohne explizite Anweisung) sowie bei der sensorischen und kognitiven Funktionen spielt.
Die meisten Hirnbildstudien bei Autismus konzentrieren sich auf das Großhirn, das trotz weniger Neuronen größer als das Kleinhirn ist. Das liegt zum Teil an der einzigartigen, unregelmäßigen Form des Kleinhirns, die mit herkömmlichen bildgebenden Verfahren nur schwer zu analysieren ist.
Strukturelle Komplexität der äußeren Schicht des Kleinhirns
Man stelle sich vor, man betrachtet nur 20 Prozent der Neuronen des Gehirns und versucht – basierend auf diesem begrenzten Wissen – ein umfassendes Bild der atypischen Entwicklung beim Menschen zu zeichnen, erklärt Dr. Kristina Denisova von der Columbia Universität.
Um diese strukturell komplexe Hirnregion zu untersuchen, wandten die Forscher eine hochauflösende 3-D-Fraktalanalyse auf die MRT-Daten an, um die fraktale Dimension – ein Maß für die strukturelle Komplexität der äußeren Schicht des Kleinhirns – bei 20 Jungen mit Autismus im Alter von 6 bis 12 Jahren und 18 altersgerechten Kontrollen mit ähnlichen verbalen Fähigkeiten und Kleinhirnvolumen abzuschätzen.
Geringere Komplexität im rechten Kleinhirn-Cortex
Bild: Das Cerebellum unten links
Sie fanden heraus, dass die autistischen Jungen eine deutlich niedrigere fraktale Dimension in der rechten Kleinhirnrinde hatten – was auf eine flachere Oberflächenstruktur hinweist – im Vergleich zu den Kontrollen.
Da die rechte Seite des Cerebellums die Sprachverarbeitung bei typischerweise sich entwickelnden Individuen unterstützt, deutet dieser Befund darauf hin, dass eine flachere Cerebellumoberfläche mit Kommunikationsschwierigkeiten bei Autisten zusammenhängen kann.
In früheren Studien wurden atypische Merkmale des Kleinhirns mit Autismus in Verbindung gebracht, aber die Ergebnisse waren uneinheitlich.
Unterschiede bei kognitiven und kommunikativen Fähigkeiten
Die Forscher fanden auch heraus, dass die fraktale Dimension mit Unterschieden bei kognitiven Fähigkeiten und Kommunikation zusammenhängen – Bereiche, die oft bei Autisten beeinträchtigt sind.
Generell hatten Jungen mit Autismus, die bessere soziale Kommunikationsfähigkeiten hatten, eine normalere Kleinhirnstruktur, ebenso wie autistische Teilnehmer mit größeren nonverbalen Fähigkeiten im Vergleich zu verbalen Fähigkeiten.
Rolle der Kleinhirnfunktion und -struktur
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Rolle der Kleinhirnfunktion und -struktur bei jungen Menschen, die für eine atypische Gehirnentwicklung gefährdet sind, überdacht werden muss, schreibt Denisova.
Frühzeitige Unterschiede bei der Wahrnehmung, einschließlich des Timings (d.h. der atypischen Erkennung von Gesprächspausen oder der atypischen Koordination von Inputs aus verschiedenen Modalitäten), könnten die Entwicklung des Kleinhirns prägen und die aktuellen strukturellen Erkenntnisse bei Jungen mit Autismus berücksichtigen.
Sie bemerkt außerdem: Eine Interpretation der Ergebnisse ist, dass eine erhöhte strukturelle Komplexität des Cerebellums das implizite Lernen bei atypisch sich entwickelnden Jungen fördern kann.
Dieser Frage gehen die Forscher derzeit in Studien mit Säuglingen und Kleinkindern nach, die für die Entwicklung von Autismus im späteren Leben gefährdet sind.
© PSYLEX.de – Quellenangabe: PLOS ONE – https://doi.org/10.1371/journal.pone.0196964
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