Forschende haben eine detaillierte Karte der Genaktivität in einem entscheidenden Teil des Gehirns erstellt: dem präfrontalen Kortex. Die Grundlagenforschung liefert Einblicke in die normale Gehirnentwicklung sowie in schwerwiegende Hirnerkrankungen wie Alzheimer, Parkinson oder Schizophrenie.

Dazu untersuchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des vom staatlichen US-Institut National Institute on Aging unterstützten Projekts PsychAD  verschiedene Veränderungen von Gehirnzellen im Zeitverlauf. Zudem kamen sie der Entschlüsselung molekularer Prozesse näher, die einigen der verheerendsten Hirnerkrankungen zugrunde liegen – ein Schritt hin zu möglichen neuen Behandlungsansätzen. Die Ergebnisse wurden am Mittwoch in verschiedenen Studien in »Nature« und anderen Fachzeitschriften veröffentlicht.

Der präfrontale Kortex ist der vordere Teil der Hirnrinde und liegt direkt hinter der Stirn. Er unterstützt bei der Planung, Entscheidungsfindung, Emotionsregulation und Verhaltensanpassung. Er ist jedoch anfällig für altersbedingte Abbauprozesse; seine Funktionen sind bei vielen psychiatrischen und neurodegenerativen Erkrankungen beeinträchtigt.

Zellen von fast 1500 Spendern

Untersucht wurde die Genaktivität in den Zellkernen von mehr als 6,3 Millionen Gehirnzellen – darunter Neuronen, Immunzellen, mit Blutgefäßen assoziierte Zellen sowie Stützzellen, die zur Aufrechterhaltung der Gehirnfunktion beitragen. Die Zellen stammten von 1494 verstorbenen Spendern unterschiedlicher genetischer Herkunft, im Alter von wenigen Monaten bis zu 108 Jahren.

Zu den Spendern gehörten sowohl Personen ohne diagnostizierte Hirnerkrankung als auch solche mit Diagnosen wie Alzheimer, Parkinson, Lewy-Körper-Demenz, vaskulärer Demenz, Schizophrenie und bipolarer Störung.

Die Forschenden identifizierten sowohl Muster, die bei mehreren dieser Krankheiten gemeinsam auftreten, als auch solche, die spezifisch für einzelne Erkrankungen sind. Alzheimer, Lewy-Körper-Demenz, amyotrophe Lateralsklerose und Parkinson wiesen besonders starke Ähnlichkeiten bei der Genaktivität auf, die an der Entwicklung von Nervenzellen, der neuronalen Kommunikation und der Biologie der Blutgefäße beteiligt ist. Zudem identifizierten die Forscher Signalwege, die sowohl bei Alzheimer als auch bei Parkinson in Mikroglia – den im Gehirn ansässigen Immunzellen – eine Rolle spielen.