Beeinträchtigte intrinsische Konnektivität des Gehirns bei Long COVID während kognitiver Anstrengung aufgedeckt durch unabhängige Komponenten­analyse

Warum Denken sich nach COVID schwerer anfühlt

Viele Menschen mit Long COVID berichten von „Gehirnnebel“ – Konzentrationsstörungen, verlangsamtem Denken und anhaltender mentaler Ermüdung, die Monate nach der Infektion bestehen bleiben. Diese Studie stellte eine einfache Frage und nutzte sehr moderne Werkzeuge: Was passiert im Gehirn, wenn Menschen mit Long COVID versuchen, sich zu konzentrieren? Mithilfe eines extrem leistungsfähigen MRT-Scanners und eines klassischen Aufmerksamkeits­tests beobachteten die Forschenden, wie verschiedene Gehirnregionen während mentaler Anstrengung miteinander kommunizieren, und verglichen Personen mit Long COVID mit gesunden Kontrollpersonen.

Ein mentaler Tauziehen-Test

Um konzentriertes Denken unter Druck zu untersuchen, führten die Teilnehmenden die Stroop-Farb-Wort-Aufgabe in einem 7-Tesla-MRT-Scanner durch. Bei dieser Aufgabe sieht man etwa ein Farbwortelement, das in einer anderen Farbe gedruckt ist, und muss schnell entscheiden, ob Farbe und Wort übereinstimmen. Das ist überraschend anspruchsvoll, weil das Gehirn den automatischen Drang, das Wort zu lesen, unterdrücken und stattdessen auf die Tintenfarbe achten muss. Das Team führte die Aufgabe zweimal hintereinander durch; jeder Scan dauerte siebeneinhalb Minuten, sodass nicht nur die Ausgangsleistung, sondern auch Veränderungen bei zunehmender mentaler Ermüdung erfasst werden konnten. Neunzehn Erwachsene mit Long COVID und sechzehn gesunde Kontrollpersonen nahmen teil.

Langsameres Denken und überlastete Netzwerke

Personen mit Long COVID benötigten bei der Stroop-Aufgabe durchgehend länger für ihre Antworten als die gesunden Teilnehmenden, insbesondere während des ersten Scans, was bestätigt, dass ihr Denken verlangsamt war, selbst wenn sie sich anstrengten. Im zweiten Scan verbesserten sich ihre Reaktionszeiten jedoch, was darauf hindeutet, dass sie sich mit Übung anpassen konnten, obwohl sie sich beeinträchtigt fühlten. Die MRT-Daten zeigten zugleich, dass die Aufgabe ein Netz bekannter Gehirnnetzwerke aktivierte, die an Aufmerksamkeit, Entscheidungsfindung, Bewegung und Sehen beteiligt sind. Mit einer mathematischen Methode, der unabhängigen Komponenten­analyse, teilten die Forschenden die Gehirnaktivität in 15 verschiedene Netzwerke auf und untersuchten dann, wie stark jedes Netzwerk mit anderen Hirnregionen verbunden war – das interne „Schaltbild“ des Gehirns während mentaler Anstrengung.

Wichtige Kontrollknoten fallen aus

Die auffälligsten Unterschiede zwischen Long-COVID- und gesunden Gehirnen zeigten sich in Netzwerken, die normalerweise dabei helfen, wichtige Ereignisse zu erkennen und unsere Reaktionen zu steuern. Ein sogenanntes Salienznetzwerk, zentriert in tiefen Regionen wie der Insula und dem anterioren cingulären Cortex, entscheidet normalerweise, welche Signale relevant sind, und leitet Ressourcen entweder an nach außen gerichtete Kontrollnetzwerke oder an nach innen gerichtete Ruhe‑Netzwerke weiter. Bei Long COVID zeigte dieses Salienznetzwerk schwächere Verbindungen zu vielen anderen Bereichen, besonders während des zweiten Scans nach anhaltender Anstrengung. Netzwerke, die Sprache, höhere Planungsfunktionen und sensomotorische Abläufe unterstützen, wiesen ebenfalls reduzierte Konnektivität auf, insbesondere zu frontalen Kontrollregionen und Strukturen, die Bewegungsinitiierung unterstützen. Diese Defizite deuten darauf hin, dass das Verkehrs­leitungssystem des Gehirns gerade dann zu versagen beginnt, wenn die Anforderungen hoch sind.

Umgehungswege und Veränderungen über die Zeit

Das Bild war nicht nur von Verlust geprägt. Einige Regionen, insbesondere der Gyrus angularis an der Schnittstelle von Seh- und Spracharealen, zeigten bei Long COVID stärkere Verbindungen als bei gesunden Teilnehmenden. Diese Region hilft, visuelle Eindrücke, Wörter und Handlungen zu integrieren, sodass ihre verstärkte Einbindung möglicherweise den Versuch des Gehirns widerspiegelt, für geschwächte Bahnen anderswo zu kompensieren. Die Forschenden untersuchten außerdem, wie sich die Konnektivität mit der Dauer der Erkrankung veränderte. Mit längerer Krankheitsdauer neigten Verbindungen aus wichtigen Kontrollnetzwerken der Frontallappen dazu, sich zu schwächen, während Verbindungen, an denen visuelle Areale und der Gyrus angularis beteiligt sind, tendenziell stärker wurden – als würde sich das Gehirn allmählich umorganisieren, um mit anhaltenden Schäden umzugehen.

Was das für den Gehirnnebel bedeutet

Insgesamt zeichnet die Studie das Bild von Long-COVID-Gehirnnebel als ein Problem gestörter Kommunikation statt eines einzigen geschädigten Punktes. Wenn Menschen mit Long COVID vor eine anspruchsvolle Denkaufgabe gestellt werden, sind die Netzwerke, die Aufmerksamkeit und Kontrolle koordinieren sollten, besonders während zunehmender mentaler Ermüdung unterverbunden. Andere Regionen greifen ein und stärken ihre Verbindungen, was auf teilweise Kompensation, aber keine vollständige Lösung hindeutet. Diese weitreichenden Veränderungen stützen die Vorstellung, dass das Virus oder seine Nachwirkungen die Gehirnfunktion über viele Regionen hinweg verändert haben, möglicherweise durch direkte Effekte auf Gehirnzellen. Das Verständnis dieses Musters aus abgeschwächten und verstärkten Verbindungen könnte helfen, künftige Behandlungen zu lenken, die darauf abzielen, ein gesünderes Netzwerkgleichgewicht wiederherzustellen und die mentale Belastung durch Long COVID zu verringern.

Zitation: Barnden, L., Baraniuk, J., Inderyas, M. et al. Impaired brain intrinsic connectivity in long COVID during cognitive exertion revealed by independent component analysis. Sci Rep 16, 7872 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36986-1

Schlüsselwörter: Long-COVID Gehirn, kognitive Ermüdung, funktionelles MRT, Gehirnnetzwerke, Gehirnnebel