Gesamthirn-Graustoff-Synapsenterminaldichte, Alter und intellektuelle Leistungsfähigkeit bei Schizophrenie: eine In-vivo-[11C]UCB-J-Positronen-Emissions-Tomographie-Studie

Warum diese Hirnstudie wichtig ist

Menschen mit Schizophrenie haben häufig Probleme mit Denken und Gedächtnis, und viele Forschende vermuten, dass winzige Verbindungsstellen zwischen Nervenzellen, sogenannte Synapsen, eine Rolle spielen könnten. Diese Studie nutzte eine spezialisierte Hirnbildgebung, um Synapsen im gesamten Gehirn bei lebenden Menschen mit Schizophrenie und gesunden Kontrollpersonen zu untersuchen. Zwei zentrale Fragen standen im Mittelpunkt: Gibt es bei Schizophrenie weniger dieser Verbindungen, und können sie erklären, warum manche Personen niedrigere IQ-Werte haben?

Betrachtung von Gehirnverbindungen bei lebenden Menschen

Bis vor Kurzem konnten Forschende Synapsen nur im Detail untersuchen, indem sie Hirngewebe nach dem Tod analysierten. Dieses Team verwendete eine weiterentwickelte Methode, die Positronen-Emissions-Tomographie (PET), mit einem Radiotracer, der an ein Protein in synaptischen Endungen bindet. Indem sie die Bindungsstärke dieses Tracers im Graustoff verfolgten, konnten die Forschenden die gesamte Dichte synaptischer Terminals im Gehirn von 43 Personen mit Schizophrenie und 26 gesunden Freiwilligen im Alter von 18 bis 65 Jahren schätzen. Alle Teilnehmenden absolvierten außerdem Standardtests des aktuellen IQ sowie eine Schätzung des vor der Erkrankung vorhandenen Intelligenzniveaus, basierend auf der Aussprache unregelmäßiger Wörter.

Weniger synaptische Terminals, aber nicht weniger geistige Fähigkeiten

Beim Vergleich der Gruppen stellten die Forschenden fest, dass die Gesamtdichte synaptischer Terminals im Graustoff bei Menschen mit Schizophrenie niedriger war als bei gesunden Kontrollpersonen. Das ergänzt frühere Arbeiten, die darauf hindeuten, dass Schizophrenie einen weit verbreiteten Verlust oder eine Reduktion von Synapsen beinhaltet, statt sich auf ein oder zwei spezifische Hirnregionen zu beschränken. Wie in vorherigen großen Studien erwartet, erzielten Personen mit Schizophrenie auch niedrigere Werte sowohl beim aktuellen IQ als auch bei der geschätzten prämorbiden Intelligenz als die gesunden Teilnehmenden. Als das Team jedoch nach Zusammenhängen zwischen Synapsendichte und intellektueller Leistung über Individuen hinweg suchte, fanden sie keine aussagekräftigen Beziehungen. Personen mit stärkerer Tracer-Bindung erreichten nicht systematisch höhere IQ-Werte, unabhängig davon, ob sie an Schizophrenie litten oder nicht.

Wie das Alter Synapsen bei uns allen prägt

Die Studie untersuchte außerdem, wie das Alter mit der Synapsendichte zusammenhängt. In der Gesamtstichprobe zeigten ältere Teilnehmende tendenziell eine geringere Tracer-Bindung im Graustoff, was darauf hindeutet, dass die Anzahl synaptischer Terminals im Lauf des Alterns allmählich abnimmt. Dieses Muster zeigte sich sowohl in der Schizophreniegruppe als auch in der gesunden Gruppe getrennt betrachtet, und die Stärke des altersbedingten Rückgangs war in beiden Gruppen ähnlich. Anders ausgedrückt scheinen Menschen mit Schizophrenie einem normalen Alterungsmuster hinsichtlich des Verlusts synaptischer Terminals zu folgen, obwohl sie von einem insgesamt niedrigeren Niveau ausgehen.

Was die Ergebnisse über Kognition bei Schizophrenie aussagen

Eine Hoffnung war, dass reduzierte Synapsendichte helfen könnte zu erklären, warum Menschen mit Schizophrenie häufig niedrigere intellektuelle Leistungswerte zeigen, sowohl vor als auch nach Erkrankungsbeginn. Doch das Ausbleiben eines klaren Zusammenhangs zwischen synaptischen Terminals und IQ-Maßen deutet darauf hin, dass die Erklärung komplexer ist. Die Forschenden betrachteten viele Möglichkeiten, darunter Medikamenteneffekte, Krankheitsdauer und Unterschiede in spezifischen Hirnregionen, doch das Hauptergebnis blieb: Die globale Dichte synaptischer Terminals korreliert nicht mit der Leistung in breit angelegten Tests der Denkfähigkeit.

Neu denken über Hirnveränderungen und Denkprobleme

Für ein allgemein interessiertes Publikum lautet die Kernaussage: Schizophrenie scheint mit einer globalen Reduktion der winzigen Kontaktpunkte zwischen Nervenzellen einherzugehen, und diese Kontakte nehmen bei allen Menschen mit dem Alter allmählich ab. Doch gerade diese Art von synaptischer Veränderung scheint nicht die direkte Ursache für den niedrigeren IQ bei Schizophrenie zu sein. Stattdessen könnten andere Aspekte der Gehirnvernetzung — etwa die Plastizität, die Signalverarbeitung an Synapsen oder Veränderungen anderer Zelltypen — eine größere Rolle bei Denk- und Gedächtnisproblemen spielen. Künftige bildgebende Verfahren, die unterschiedliche Aspekte synaptischer Funktion erfassen, könnten nötig sein, um vollständig zu verstehen, warum die Kognition bei Schizophrenie beeinträchtigt ist.

Zitation: Onwordi, E.C., Whitehurst, T., Shatalina, E. et al. Whole brain grey matter synaptic terminal density, age and intellectual functioning in schizophrenia: an in vivo [¹¹C]UCB-J positron emission tomography study. Neuropsychopharmacol. 51, 1023–1031 (2026). https://doi.org/10.1038/s41386-026-02349-7

Schlüsselwörter: Schizophrenie, Synapsendichte, Hirnbildgebung, kognitive Funktion, Altern