Normative altersbedingte strukturelle Abweichungen im Gehirn, die Psychopathologie, kognitive Beeinträchtigung und neurologische Soft Signs bei Schizophreniespektrumstörungen zugrunde liegen

Warum Gehirnveränderungen bei Schizophrenie wichtig sind

Schizophreniespektrumstörungen werden oft als Störungen von Denken und Gefühlen betrachtet, hinterlassen aber auch subtile Spuren in der Gehirnstruktur. Diese Studie stellt eine pragmatische Frage mit konkreten Auswirkungen: Lässt sich mit großen Gehirndatenbanken erkennen, wann das Gehirn eines Individuums andersaltert oder sich anders entwickelt, und helfen diese Unterschiede, alltägliche Probleme mit Denken, Aufmerksamkeit und Bewegung bei Menschen mit Schizophrenie zu erklären? Die Antwort könnte frühere Diagnosen und maßgeschneidertere Behandlungen beeinflussen.

Auf der Suche nach dem, was im Gehirn „normal“ ist

Anstatt Patientengruppen einfach mit gesunden Probanden im Durchschnitt zu vergleichen, verwendeten die Forschenden einen „normativen“ Ansatz. Sie bauten auf einem bestehenden Modell auf, das aus Hirnscans von etwa 57.000 gesunden Menschen aus vielen Standorten und Altersgruppen gewonnen wurde. Dieses Modell erfasst, wie Merkmale wie kortikale Dicke und die Größe tiefer Gehirnstrukturen sich typischerweise über die Lebensspanne verändern. Das Team nahm dann MRT-Scans von 831 Personen aus sechs separaten Kohorten – einige mit Schizophreniespektrumstörungen, einige ohne – und fragte für jede Person und jede Hirnregion, wie stark sie von dem abweichen, was für jemanden desselben Alters und Geschlechts zu erwarten wäre.

Ein Computer, der Gehirne unterscheiden lernt

Mithilfe dieser Abweichungskarten trainierte das Team eine Machine-Learning-Methode namens Random Forest, um Menschen mit Schizophreniespektrumstörungen von gesunden Kontrollen zu unterscheiden. Entscheidend war ein strenger Test: Es wurde jeweils ein ganzer Studienstandort ausgelassen und geprüft, ob ein auf den übrigen Standorten trainiertes Modell trotzdem funktioniert. Das System erreichte eine balancierte Genauigkeit von etwa 65 Prozent – deutlich über Zufall, aber nicht perfekt – und zeigte damit, dass strukturelle Unterschiede real sind und dass Schizophrenie von Person zu Person stark variiert. Besonders informativ erwiesen sich die Gesamtmenge der grauen Substanz, die durchschnittliche Kortikisdicke und Veränderungen in Regionen, die an Emotionen und Bewegung beteiligt sind.

Verbindung von Gehirnveränderungen mit Denken und Bewegung

Im nächsten Schritt gingen die Autorinnen und Autoren über die einfache Klassifikation hinaus und fragten, was diese Abweichungen im Alltag tatsächlich bedeuten. In zwei detailliert untersuchten Patientengruppen setzten sie Gehirnabweichungen in Beziehung zu Leistungen in kognitiven Tests und zu sogenannten neurologischen Soft Signs – subtilen Problemen mit Koordination, komplexen Bewegungen und räumlicher Orientierung. Personen, deren Gehirne stärkere negative Abweichungen zeigten, insbesondere in motorischen und limbischen Bereichen, hatten tendenziell langsameres mentales Verarbeitungstempo, schwächere Aufmerksamkeit und mehr bewegungsbezogene Auffälligkeiten. Eine multivariate Analyse, die viele Gehirnmaße und Verhaltensmerkmale gleichzeitig berücksichtigte, offenbarte ein robustes Muster: Größere flüssigkeitsgefüllte Räume und veränderte tiefe Strukturen gingen einher mit schlechterer Koordination und schlechteren Denkfähigkeiten, während geringere Gesamtgrausubstanz und eine dünnere sensomotorische Kortikisschicht mit kognitiver Verlangsamung verknüpft waren.

Viele Wege – nicht nur einer – zur gleichen Diagnose

Als das Team zählte, wie viele Hirnregionen bei jeder Person deutlich unter dem normalen Bereich lagen, zeigte sich ein klarer Unterschied zwischen Patientinnen und Patienten und gesunden Probanden. Die meisten Menschen mit Schizophreniespektrumstörungen hatten mindestens eine stark betroffene Region, viele sogar mehrere. Doch nur eine Handvoll spezifischer Regionen zeigte extreme Abweichungen bei mehr als einem von zehn Patientinnen und Patienten. Anders gesagt: Es gab kein einheitliches „Schizophrenie-Gehirn“; stattdessen zeigten Individuen unterschiedliche Konstellationen von Veränderungen, die dennoch zu ähnlichen Problemen in Denkgeschwindigkeit und Körperkontrolle führten.

Was das für die zukünftige Versorgung bedeutet

Für Nicht-Spezialisten lautet die Kernbotschaft: Diese Arbeit nutzt groß angelegte Gehirnkarten, um die Psychiatrie den personalisierten Werkzeugen näherzubringen, die in anderen Bereichen der Medizin bereits genutzt werden. Indem jede Aufnahme an eine altersgerechte Norm angedockt wird, kann der Ansatz hervorheben, welche Gehirnsysteme bei einer Person ungewöhnlich betroffen sind und wie diese Veränderungen mit Aufmerksamkeit, Planung und Bewegung zusammenhängen. Obwohl die derzeitige Genauigkeit noch nicht allein für eine Diagnose ausreicht, zeigt die Studie, dass übertragene normative Modelle standort- und geräteübergreifend funktionieren können. Im Laufe der Zeit kann die Kombination dieser strukturellen Kartierung mit anderen Gehirn- und Verhaltensdaten Klinikern helfen, früher Risikopersonen zu identifizieren, den Krankheitsverlauf präziser zu verfolgen und Interventionen auf das spezifische Gehirn‑Verhaltensprofil jeder Patientin und jedes Patienten zuzuschneiden.

Zitation: Volkmer, S., Kubera, K.M., Fritze, S. et al. Normative age-related structural brain deviations underlying psychopathology, cognitive impairment and neurological soft signs in schizophrenia spectrum disorders. Transl Psychiatry 16, 197 (2026). https://doi.org/10.1038/s41398-026-03956-0

Schlüsselwörter: Schizophrenie, Gehirnstruktur, Kognition, Neuroimaging, Precision Psychiatry