Vor dem Vergessen: Verbesserung der Früherkennung der Alzheimer-Krankheit durch innovative kognitive und strukturelle Marker

Die Demenz und insbesondere die Alzheimer-Krankheit (AK) als ihre Hauptursache stellen eine der grössten gesundheitlichen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts dar. Die frühzeitige Identifikation der kognitiven und strukturellen Veränderungen, die mit der AK einhergehen, ist daher von ausserordentlichem Interesse. Charakteristisch für die AK ist das fortschreitende Verteilungsmuster neurofibrillärer Bündel (NFT), beginnend im medialen perirhinalen Kortex (mPRC), sich ausbreitend über den entorhinalen Kortex (ERC) mit späterer Beteiligung des lateralen perirhinalen Kortex (lPRC), Hippocampus und Rest des Gehirns. Angesichts des engen Zusammenhangs zwischen der Ansammlung von NFT und Nervenzellverlust in betroffenen Regionen, erweist sich der mPRC bzw. der perirhinale Kortex (PRC) als vielversprechender struktureller und kognitiver Marker für die Frühdiagnostik der AK.
Studie I präsentierte eine neue visuelle Diskriminationsaufgabe zur Bewertung der PRC-Funktion. In einer Pilotstudie wurden optimale Testitems für die Differenzierung zwischen einer frühen Alzheimer-Gruppe (N=50) und gesunden Kontrollen (N=50) identifiziert. Eine nachfolgende Validierungsstudie setzte den adaptierten Test an einer Stichprobe mit einer frühen Alzheimer-Gruppe (N=27), gesunden Kontrollen (N=25) und einer Depressionsgruppe (N=26) ein. Die Ergebnisse zeigten, dass die Testleistung erfolgreich zwischen der Alzheimer-Gruppe und gesunden Kontrollen unterscheiden konnte. Die Analyse der ergänzende MRT-Bildgebung wies signifikante Unterschiede in der kortikalen Dicke des mPRC und ERC in der Alzheimer-Gruppe im Vergleich zu den anderen zwei Gruppen auf. Zusätzlich konnte die Testleistung mittels voxel-basierter Morphometrie mit parahippocampalen Regionen, inkl. PRC und ERC, in Verbindung gebracht werden.
Studie II untersuchte die Übereinstimmung zwischen zwei Ratern bei der manuellen Segmentierung parahippocampaler Regionen (mPRC, lPRC und ERC) in strukturellen MRT-Bildern (N=44). Das verwendete manuelle Segmentierungsprotokoll ermöglichte es den Ratern, bemerkenswert ähnliche Werte für die kortikale Dicke zu erzielen. Angesichts des hohen Zeitaufwands für die manuelle Segmentierung in Studie II, wurde in Studie III ein automatisiertes Segmentierungstool für die Berechnung der kortikale Dicke parahippocampaler Regionen (z.B. mPRC und ERC) erstellt. Das Modell wurde auf einem Trainingsdatensatz (N=126) mit manuell segmentierten Labels trainiert und wurde anschliessend auf einen unabhängigen Testdatensatz angewendet (N=103; Stichprobe aus der Studie von Krumm et al., 2016). Wir fanden eine hohe Übereinstimmung zwischen den manuell und automatisiert generierten Werten für die kortikale Dicke. Analog zu den Befunden von Krumm et al. (2016) zeigte sich eine
signifikante Atrophie in der Alzheimer-Gruppe im Vergleich zu gesunden Kontrollen im mPRC, ERC und lPRC. Beim Vergleich einer amnestischen mild cognitive impairment Gruppe mit den gesunden Kontrollen fand sich ein signifikanter Unterschied im ERC, jedoch nicht, wie bei Krumm et al. (2016), auch im mPRC.
Die Ergebnisse präsentieren den neu entwickelten spezifischen PRC-Funktionstest sowie das automatisierte Segmentierungstool zur Beurteilung der kortikalen Dicke des mPRC, als wertvolle Instrumente, um die Alzheimer-Forschung voranzutreiben. Der künftige Einsatz in Langzeitstudien, um dadurch entscheidend zur Verbesserung der Früherkennung und Diagnostik der AK beizutragen wird reflektiert und diskutiert.