Frühe Hirnverletzung könnte die Wurzel von Autismus sein

Das Kleinhirn muss dir ein bisschen leid tun. Wenn die meisten Menschen an das Gehirn und seine verschiedenen Funktionen denken, ist es wahrscheinlich das Großhirn, an das sie denken. Mit seinen zwei Hemisphären und der Schicht der grauen Substanz, die als Großhirnrinde bekannt ist, ist dies der Teil des Organs, der für „höhere Funktionen“ wie Sprache und Kognition verantwortlich ist. Und es bekommt normalerweise den ganzen Kredit für unser Denken.

Aber ein faszinierendes Papier, das letzten Monat in der Zeitschrift Neuron veröffentlicht wurde, legt nahe, dass das Kleinhirn eine wichtigere Rolle bei der Gestaltung dieser höheren Funktionen spielen könnte als bisher angenommen. Es könnte sein, dass eine Funktionsstörung des Kleinhirns in entscheidenden Momenten der Entwicklung zu Autismus-Spektrum-Störungen (ASDs) und anderen neurologischen Entwicklungsstörungen im späteren Leben beitragen kann.

Wie das Großhirn hat das Kleinhirn zwei Hemisphären, die durch eine Struktur namens Vermis getrennt sind. Obwohl es nur etwa 10 Prozent der Gehirnmasse ausmacht, befinden sich dort 50 Prozent der Neuronen des Gehirns. Es wird allgemein angenommen, dass seine Hauptaufgabe darin besteht, unsere Bewegungen zu koordinieren. Wenn ich eine neurologische Untersuchung an einem Patienten durchführe, überprüfe ich, ob das Kleinhirn geschädigt ist, indem ich das Gleichgewicht der Patienten und ihre Fähigkeit, schnelle abwechselnde Bewegungen auszuführen, teste.

Laut Dr. Samuel Wang und seinen Mitautoren könnte das Kleinhirn jedoch eine viel größere Rolle bei der Gestaltung der Funktionen unseres Gehirns spielen, die über unsere motorischen Fähigkeiten hinausgehen. In einer detaillierten Überprüfung der bestehenden Forschung, Dr. Wang, außerordentlicher Professor für Molekularbiologie und Neurowissenschaften an der Princeton University, vertritt die Theorie, dass das Kleinhirn dafür verantwortlich ist, den sich entwickelnden Geist bei der Verarbeitung komplexer sensorischer Informationen zu unterstützen, die für die Bildung normaler sozialer Beziehungen erforderlich sind. In Fällen, in denen bei diesem Prozess etwas schief geht, sind andere Strukturen im Gehirn betroffen, und es kann zu ASDs kommen.

„Einige der klinischen und Tierforschungsergebnisse für die Beteiligung des Kleinhirns an Autismus sind seit Jahren bekannt“, sagt Dr. Wang gegenüber The Daily Beast. „Aber diese Beweise passen nicht in die Lehrbuchweisheit, dass das Kleinhirn die sensorische Verarbeitung und Bewegung steuert. Auf einer gewissen Ebene waren die Forscher von dem Rahmen gefangen, den sie im College oder in der Graduiertenschule gelernt hatten.“

Dank moderner Kartierungstechniken sind die Verbindungen zwischen dem Kleinhirn und anderen Teilen des Gehirns heute viel besser verstanden als zu Zeiten, als frühere Theorien über seine Funktion aufgestellt wurden. Wenn das Kleinhirn zu Beginn des Wachstums eines Kindes, einschließlich des zweiten und dritten Schwangerschaftstrimesters, geschädigt wird, entwickeln sich diese „stromabwärts gelegenen“ Bereiche des Gehirns möglicherweise nicht richtig, einschließlich der für die Wahrnehmung verantwortlichen Bereiche. Für Kinder, von denen bekannt ist, dass sie bei der Geburt eine Kleinhirnverletzung haben, berichtet Dr. Wangs Arbeit über ein erhöhtes relatives Risiko für eine ASD, das in etwa dem eines Rauchers entspricht, der an Lungenkrebs erkrankt.

Ein Beispiel dafür, wie das Kleinhirn bei der sozialen Entwicklung helfen kann, ist die Reaktion eines Babys auf das Lächeln eines Elternteils. Es gibt nichts, was in einem bestimmten Ausdruck von Natur aus lohnend ist, so dass das Lächeln selbst nichts tut, um die Teile des Gehirns zu stimulieren, die auf Belohnungen reagieren und eine Verhaltensänderung auslösen. Aber im Laufe der Zeit koordiniert das Kleinhirn die Erfahrung, ein Elternteil lächeln zu sehen, und andere Belohnungen wie gefüttert zu werden, und bildet eine Beziehung zwischen ihnen. Es hilft, die Bereiche des Gehirns, die das Lächeln sehen, mit denen zu verbinden, die Belohnungen signalisieren, was im Laufe der Zeit zur Entwicklung der Fähigkeit eines Kindes führt, den sozialen Hinweis zu verstehen.

Wenn diese Funktion verloren geht, bilden die Teile des Gehirns, die das soziale Verhalten steuern, möglicherweise keine richtigen Verbindungen, was die normale Entwicklung beeinträchtigt. In einer Weise, die der Fehlanpassung bei Kindern in Umgebungen extremer Entbehrung — wie rumänischen Waisenhäusern – nicht unähnlich ist, wenn die Informationen nicht richtig aus dem Kleinhirn kommen, werden die Regionen der Großhirnrinde, die uns bei normalen zwischenmenschlichen Beziehungen helfen, nicht wachsen und sich entwickeln, wie sie sollten.

Darüber hinaus gibt es nach den Erkenntnissen der Autoren wichtige „sensible Perioden“, in denen diese Verbindungen am anfälligsten sind. Laut ihrer Forschung weisen die meisten Beweise auf pränatale Faktoren bei der Entwicklung von Autismus hin.

„Die Forschungsergebnisse stimmen mit der Idee überein, dass bei der Geburt fast das gesamte Risiko, das zu ASD führt, bereits aufgetreten ist“, sagt Dr. Wang. „Es besteht sicherlich die Möglichkeit postnataler Risiken, aber meines Wissens sind die Beweise dafür schwach und können normalerweise durch ein vorgeburtliches Ereignis erklärt werden.“

Dies steht im Einklang mit einer früheren Studie im New England Journal of Medicine, in der über Veränderungen der Großhirnrinde bei autistischen Kindern berichtet wurde, wahrscheinlich vor ihrer Geburt. Es könnte sein, dass diese nachgeschalteten Anomalien in der Zellentwicklung auf eine falsche Signalgebung des Kleinhirns zurückzuführen waren.

„Da der Risikofaktor einer Kleinhirnverletzung größer ist als jedes andere bekannte Umweltrisiko, glauben wir, dass dies einen tiefen Einblick in die grundlegende Biologie gibt, wie ASD-Gehirne aus der Bahn geraten“, sagt Dr. Wang. „Probleme in der Kleinhirnfunktion (ob durch Verletzungen oder genetische Mechanismen verursacht) sind nicht die Ursache von Autismus, aber sie sind möglicherweise eine signifikante Ursache für Autismus.“

Es kann sein, dass diese neue Studie, indem sie zeigt, wie verschiedene Faktoren die Rolle des Kleinhirns bei der Gestaltung der Gehirnbildung beeinflussen, dazu beitragen kann, zukünftige Therapien für autistische Patienten zu lenken.

„Im Falle von Autismus könnte das Kleinhirn im frühen Leben ein Ziel für zukünftige Interventionen sein“, schließt Dr. Wang. „Autismus-Forscher haben sich seit Jahren in die Genetik gehackt, aber Gene sind weit entfernt von Gehirnkreisläufen. Es gibt eine solche Lücke zwischen Genen und kindlicher Entwicklung. Ich hoffe, unser Artikel kann helfen, diese Lücke zu schließen.“