Umstrukturierung von Gehirnnetzwerken bei MCI-LB in Bezug auf Defizite in spezifischen kognitiven Domänen

Warum frühe Hirnveränderungen bei Lewy-Körper-Erkrankungen wichtig sind

Die Demenz mit Lewy-Körperchen ist inzwischen die zweithäufigste neurodegenerative Demenz, lässt sich aber in frühen Stadien nur schwer erkennen. Bevor die voll ausgeprägte Demenz auftritt, durchlaufen viele Betroffene eine Phase, die als leichte kognitive Beeinträchtigung mit Lewy-Körperchen (MCI-LB) bezeichnet wird und sich durch subtile Probleme mit Aufmerksamkeit, Gedächtnis und visueller Wahrnehmung auszeichnet, teils begleitet von Schlafstörungen, Stimmungsschwankungen oder Parkinson-ähnlichen Bewegungsstörungen. Diese Studie stellt eine zentrale Frage: Wie reorganisieren sich die wichtigsten Kommunikationsnetzwerke des Gehirns lange bevor die Demenz offensichtlich wird — und helfen diese Veränderungen dem Gehirn tatsächlich, besser zurechtzukommen, oder bereiten sie stillschweigend den Abfall vor?

Blick auf Ruhe-Netzwerke des Gehirns

Die Forschenden untersuchten 38 Personen mit MCI-LB und 24 gesunde, gleichaltrige Erwachsene. Alle durchliefen ein ausführliches Testbatterie zur Beurteilung von Aufmerksamkeit, exekutiven Fähigkeiten (Planung und Problemlösung), verbalem und visuellem Gedächtnis sowie visuell-räumlichen Fähigkeiten wie Winkel- und Ortsabschätzung. Die Freiwilligen unterzogen sich außerdem erweiterten MRT-Aufnahmen im Ruhezustand mit geöffneten Augen. Aus diesen Scans bestimmte das Team, wie stark die Aktivität verschiedener Hirnregionen im Zeitverlauf gemeinsam an- und abnimmt — die sogenannte „funktionelle Konnektivität“. Im Fokus standen acht großskalige Netzwerke: Aufmerksamkeitsysteme, exekutive Kontrollkreise, ein Salienznetzwerk, das wichtige Ereignisse markiert, das Default-Mode-Netzwerk, das bei innerer Gedankenaktivität aktiv ist, sowie Netzwerke für Bewegung, Vision und Sprache.

Beschädigte Verbindungen und überaktive Umleitungen

Im Vergleich der Gruppen zeigte sich bei Personen mit MCI-LB ein gemischtes Bild aus geschwächten und verstärkten Verbindungen zwischen Netzwerken. Verbindungen waren schwächer zwischen einem wichtigen Top-down-Attention-System (dem dorsalen Aufmerksamkeitsnetzwerk) und dem fronto-parietalen Netzwerk, das normalerweise Aufmerksamkeit steuert und lenkt, sowie zwischen dem fronto-parietalen und dem Sprachnetzwerk. Gleichzeitig waren einige Verbindungen stärker: Das fronto-parietale Netzwerk war stärker gekoppelt mit dem Salienznetzwerk und dem Default-Mode-Netzwerk, und das dorsale Aufmerksamkeitsnetzwerk zeigte eine erhöhte Kopplung mit dem sensomotorischen System. Anders ausgedrückt: Wenn der normale „Kontrollweg“ zwischen Aufmerksamkeits- und Exekutivbereichen schwächer wird, scheint das Gehirn den Informationsfluss über andere Netzwerke umzuleiten, die ursprünglich nicht für diese Aufgabe vorgesehen waren.

Wie Netzwerkverschiebungen mit kognitiven Fähigkeiten zusammenhängen

Die Forschenden fragten dann, wie diese Verschaltungen mit alltäglichen Denkfähigkeiten zusammenhängen. Mithilfe statistischer Methoden fassten sie die Testergebnisse zu drei Hauptfaktoren zusammen — visuell-räumliches Gedächtnis und räumliche Fähigkeiten, Aufmerksamkeit und exekutive Funktion sowie verbales Gedächtnis — und korrelierten jeden Faktor mit spezifischen Verbindungen zwischen Hirnregionen. Besseres räumliches Gedächtnis ging tendenziell mit stärkeren Verbindungen zwischen Aufmerksamkeits- und visuellen beziehungsweise sensomotorischen Netzwerken einher, jedoch mit schwächeren Verbindungen zwischen einigen fronto-parietalen Regionen und sensomotorischen Bereichen. Gute Leistungen in Aufmerksamkeit und Exekutivfunktionen waren hauptsächlich mit stärkeren „Brücken“-Verbindungen zwischen fronto-parietalen, Aufmerksamkeits-, visuellen und Sprachregionen verbunden, was darauf hindeutet, dass Personen, die besser zurechtkommen, eine breitere Koalition von Netzwerken rekrutieren, um Fokus und Kontrolle aufrechtzuerhalten.

Gemischte Befunde zum verbalen Gedächtnis

Das verbale Gedächtnis — das Erinnern gesprochener Wörter und Geschichten — zeigte ein besonders komplexes Muster. In einigen Fällen ging besseres verbales Gedächtnis mit stärkeren Verbindungen zwischen Aufmerksamkeitsnetzwerken, dem Salienzsystem, dem fronto-parietalen Kontrollnetzwerk und Sprachregionen einher. In anderen Fällen sagten stärkere Konnektivität innerhalb der Sprachareale oder zwischen Sprache und Salienznetzwerk jedoch tatsächlich ein schlechteres verbales Erinnern voraus. Die Autorinnen und Autoren vermuten, dass sich bei MCI-LB Sprach- und Salienzsysteme übermäßig einschalten und das Gehirn mit detailreicher Verarbeitung eingehender Wörter und Bedeutungen überfluten. Dieser zusätzliche Aufwand könnte paradoxerweise die saubere Kodierung und Aufrechterhaltung verbaler Informationen im Gedächtnis stören.

Kompensation, die nicht vollständig mithalten kann

Insgesamt zeichnen die Befunde das Bild eines Gehirns, das aktiv versucht, frühe Schäden bei Lewy-Körper-Erkrankungen durch eine Verstärkung von Verbindungen zwischen mehreren Netzwerken zu kompensieren. Insbesondere scheinen das Salienz- und das fronto-parietale System als Knotenpunkte zu fungieren, die härter arbeiten, um innere Gedanken (das Default-Mode-Netzwerk) mit äußerer Aufmerksamkeit und Handlung in Einklang zu bringen. Diese „Alle Mann an Deck“-Strategie hat jedoch Grenzen. Trotz dieser netzwerkbezogenen Anpassungen schneiden Personen mit MCI-LB in vielen kognitiven Tests weiterhin schlechter ab als gesunde Gleichaltrige. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die kompensatorische Umorganisation des Gehirns real, aber nur teilweise wirksam ist und dass gerade die für Hilfe rekrutierten Netzwerke überlastet werden können — was sowohl Einblicke in frühe Krankheitsmechanismen bietet als auch potenzielle Ziele für künftige Interventionen aufzeigt.

Zitation: Onofrj, V., Franciotti, R., Mitterova, K. et al. MCI-LB brain networks reorganization in relation to specific cognitive domains deficits. Sci Rep 16, 5923 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36953-w

Schlüsselwörter: Lewy-Körper-Demenz, Gehirnnetzwerke, funktionelle Konnektivität, leichte kognitive Beeinträchtigung, Achtung und Gedächtnis