COVID-19 kann die graue Substanz des Gehirns reduzieren, vor allem in Bereichen des Gehirns, die an der Geruchs- und Gedächtnisverarbeitung beteiligt sind, hat eine große Studie ergeben.
Diese deutlichen Veränderungen in Gehirn Struktur treten sowohl bei Menschen auf, die mit COVID-19 ins Krankenhaus eingeliefert werden mussten, als auch bei Menschen mit weniger schweren Infektionen, so die Studie, die am 7 Natur. Und der bei diesen Studienteilnehmern beobachtete Gewebeverlust und -schaden ging „über“ die strukturellen Veränderungen im Gehirn hinaus, die normalerweise mit dem Alter auftreten, sagte Jessica Bernard, Neurowissenschaftlerin und außerordentliche Professorin an der Texas A&M University, die nicht an der Studie teilnahm.
„Es ist sicherlich statistisch zuverlässig darüber hinaus“, sagte Bernard, der untersucht, wie sich normale altersbedingte Gehirnveränderungen auf die Denk- und Bewegungsfähigkeit von Menschen auswirken.
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Die neue Forschung umfasste Daten von 785 Personen im Alter von 51 bis 81 Jahren, die zuvor Gehirnscans an die UK Biobank, eine Sammlung von Bildgebungsdaten des Gehirns von mehr als 45.000 Einwohnern des Vereinigten Königreichs, übermittelt hatten. Von diesen Teilnehmern hatten 401 zwischen März 2020 und April 2021 eine COVID-19-Infektion bekannt; von diesen wurden 15 oder etwa 4 % wegen ihrer Infektionen ins Krankenhaus eingeliefert.
Die verbleibenden 384 Teilnehmer hatten sich nicht mit COVID-19 infiziert, entsprachen jedoch in Bezug auf Alter, Geschlecht und Alter den infizierten Teilnehmern sehr gut. COVID-19-Risikofaktorenals ob sie geraucht oder geraucht hätten Diabetes, zum Beispiel. Diese Teilnehmer wurden negativ auf Antikörper gegen SARS-CoV-2 getestet und/oder hatten keine Aufzeichnungen über bestätigtes oder vermutetes COVID-19 durch Primärversorgung, Krankenhausunterlagen oder diagnostische Tests, und sie dienten als Gruppe von Zeugen. Alle Teilnehmer wurden für die Studie einem zweiten Gehirnscan unterzogen, damit die Forscher feststellen konnten, wie und wo sich ihre Gehirne von ihren ersten Biobank-Scans unterschieden, die etwa drei Jahre zuvor aufgenommen wurden.
„Die wahre Stärke der britischen Biobank liegt darin, dass sie Bildgebung vor und nach der Infektion hat“, was bedeutet, dass sie im Wesentlichen „vorher“ und „nachher“ Schnappschüsse der Gehirne der Teilnehmer hat, sagte Dr. Jennifer Frontera, Professorin an der Abteilung of Neurology an der NYU Grossman School of Medicine und einem Neurologen an der NYU Langone Health, der nicht an der Studie beteiligt war.
Um einen Blick in die Gehirne der Teilnehmer zu werfen, verwendete das Team Magnetresonanztomographie (MRT), eine Technik, die stark verwendet Magnetfeld und Radiowellen um Weichteilbilder des Körpers zu erzeugen. In der infizierten Gruppe erkrankten die Teilnehmer im Durchschnitt etwa 4,5 Monate vor ihrem zweiten Scan an COVID-19. Diese MRT-Scans zeigten deutliche Schrumpfungsmuster im Gehirn von Menschen, die sich mit COVID-19 infizierten; Der Schaden war umfangreicher und trat in anderen Bereichen auf als die normalen Veränderungen, die bei Menschen auftreten, die sich nie angesteckt haben Virus.
Im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigte die infizierte Gruppe einen stärkeren Gewebeverlust in bestimmten Regionen der Großhirnrinde, der faltigen äußeren Oberfläche des Gehirns. Eine Region, die als orbitofrontaler Kortex bezeichnet wird, sitzt direkt über den Augenhöhlen und empfängt Signale von Bereichen des Gehirns, die an Empfindungen, Emotionen und … beteiligt sind Erinnerung und spielt eine wichtige Rolle bei der Entscheidungsfindung. Der andere, bekannt als Gyrus parahippocampus, umgibt den Hippocampus, eine Hippocampus-ähnliche Struktur in der Mitte des Gehirns, die für die Kodierung neuer Erinnerungen wichtig ist.
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Die Schrumpfung war in diesen Bereichen am ausgeprägtesten, aber die infizierte Gruppe zeigte auch eine stärkere Verringerung der Gesamthirngröße als die Kontrollgruppe, berichteten die Autoren. Das Team fand auch Gewebeschäden in Gehirnbereichen, die mit dem primären olfaktorischen Kortex verbunden sind, einer bauchigen Struktur, die sensorische Informationen von geruchserkennenden Neuronen in der Nase empfängt.
„Sie zeigen sicherlich insbesondere, dass Bereiche, die an der Gedächtniscodierung beteiligt sind, betroffen sind und dass Verbindungen zum olfaktorischen Kortex und zum limbischen System beteiligt sind“, sagte Frontera; Das limbische System ist an emotionalem Verhalten, Lernen und Gedächtnis beteiligt.
Im Durchschnitt zeigte die infizierte Gruppe über einen Zeitraum von etwa drei Jahren einen um 0,2–2 % größeren Gewebeverlust und -schaden im Vergleich zur Kontrollgruppe. Um dies in einen Kontext zu stellen: Schätzungen zufolge verlieren alternde Erwachsene laut einem Bericht aus dem Jahr 2021 in der Zeitschrift jedes Jahr etwa 0,2 % bis 0,3 % ihrer grauen Substanz in gedächtnisrelevanten Regionen Neurobiologie des AlternsWeitere Verluste darüber hinaus wären also ungewöhnlich.
Die Studienteilnehmer absolvierten auch mehrere kognitive Bewertungen; Die Studienautoren wiederholten einige dieser Tests im Laufe ihrer Studie, um zu sehen, wie sich die Ergebnisse der Teilnehmer veränderten. Bemerkenswerterweise schnitt die infizierte Gruppe bei sogenannten Track-Making-Tests deutlich schlechter ab als die Kontrollgruppe; Diese Tests sollen die Aufmerksamkeit und die Exekutivfunktion testen, sagte Frontera.
„Ich denke, es ist auch sehr wichtig, dass sie zeigen, dass es einen Unterschied in den quantitativen kognitiven Tests sowie den strukturellen Daten aus den MRTs gibt“, sagte sie.
Obwohl sie viele Stärken hat, weist die neue Studie einige Einschränkungen auf. Obwohl die Autoren beispielsweise wissen, welche Teilnehmer leichtes oder schweres COVID-19 entwickelt haben, katalogisieren sie nicht genau die Symptome, die jede Person während ihrer Infektion hatte. Es wäre interessant zu wissen, welche Teilnehmer Symptome von Geruchsverlust oder olfaktorischer Dysfunktion hatten, da dies Hinweise darauf geben könnte, warum Schäden in Gehirnbereichen aufgetreten sind, die mit dem primären olfaktorischen Kortex verbunden sind, sagte Frontera. Ein Verlust sensorischer Informationen Nase könnte theoretisch dazu führen, dass diese Bereiche verkümmern, bemerkte sie.
Die Studienautoren stimmen darin überein, dass dieser Verlust sensorischer Informationen möglicherweise die beobachteten Schäden erklären könnte. Alternativ ist es möglich, dass die Coronavirus das Gehirn direkt infizieren kann, oder dass das Virus einen auslösen kann entzündlich Immunantwort, die indirekt das Gehirn schädigt, schlugen sie in ihrem Bericht vor.
„Ich weiß nicht, ob es an dieser Stelle irgendetwas zu empfehlen gibt“, sagte Bernard. „Ich denke, es ist völlig in der Luft.“
„Ich glaube nicht, dass wir mechanisch noch wissen, was dem zugrunde liegt“, stimmte Frontera zu. Basierend auf jüngsten Studien „glaube ich nicht, dass es sich um eine direkte Invasion handelt“, was bedeutet, dass das Coronavirus nicht unbedingt in diese Gehirnregionen eindringt und direkten Schaden verursacht, sagte sie.
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Eine aktuelle Studie, veröffentlicht am 1. Februar in der Zeitschrift ZelleSie unterstützt diese Idee, sagt sie. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass SARS-CoV-2 olfaktorische Neuronen in der Nase nicht direkt infiziert, was theoretisch als Autobahn zum Gehirn dienen könnte. Stattdessen infiziert das Virus Zellen, die in der Nähe von olfaktorischen Neuronen liegen, die in die Auskleidung der Nasenhöhle eingebettet sind. Diese Infektion löst dann eine Entzündung aus, die die Funktion benachbarter Riechneuronen stört, sodass diese beispielsweise weniger Riechrezeptoren produzieren. Dies wiederum führt zu Geruchsverlust, schlussfolgerten die Autoren.
Was auch immer die Ursache der beobachteten Hirnschrumpfung ist, es ist möglich, dass sich der Mechanismus leicht unterscheidet Coronavirus-Varianten, stellte Frontera fest. Die Studie umfasste nur Personen, die zwischen März 2020 und April 2021 infiziert waren und sich höchstwahrscheinlich mit dem ursprünglichen SARS-CoV-2-Stamm oder der Alpha-Variante infiziert hatten, stellten die Autoren fest. Zukünftige Studien könnten sich darauf konzentrieren, wie neuere Varianten wie Omicron das Gehirn beeinflussen, und andere könnten sich darauf konzentrieren, ob sich diese Ergebnisse auf Menschen mit Langzeit-COVID erstrecken, von denen viele über Gedächtnisprobleme und „Gehirnnebel“ berichten, bemerkte sie.
Und natürlich würde im Idealfall eine weitere Studie mit den Personen der UK Biobank durchgeführt, um zu sehen, wie sich ihr Gehirn in den kommenden Monaten und Jahren verändern wird, sagte Frontera.
„Was werden wir in fünf, 10, 15 Jahren sehen?“ sagte Bernhard. Hoffentlich wird die Rate der strukturellen Veränderungen relativ bald nach der Infektion ein Plateau erreichen und die kognitiven Defizite der Teilnehmer werden verschwinden, sagte sie. Aber es ist möglich, dass COVID-bedingte Hirnschäden letztendlich normale Alterungsprozesse beschleunigen und einen kognitiven Rückgang schneller als erwartet verursachen.
„Und um das klarzustellen, das ist rein spekulativ“, sagte Bernard. „Es ist viel zu früh, um es zu wissen.“
Außerhalb des Vereinigten Königreichs beschäftigen sich viele andere Forschungsgruppen mit diesen Fragen. „Sicherlich haben viele Leute ein Auge darauf“, sagte Frontera. Frontera und Kollegen an der NYU initiieren derzeit eine Studie zur Bewertung von Markern neurodegenerativer Erkrankungen, nämlich der Alzheimer-Krankheit, bei Menschen, die sich von COVID-19 erholt haben; Ihre Teilnehmer werden sich auch MRTs und kognitiven Bewertungen unterziehen.
Ursprünglich auf Live Science veröffentlicht.