Menschen mit Schizophrenie, bipolarer Störung mit psychotischen Symptomen oder schizoaffektiver Störung zeigen teilweise sehr ähnliche Anzeichen: Halluzinationen, Wahnvorstellungen, Stimmungsschwankungen oder Realitätsverlust. Trotzdem handelt es sich um unterschiedliche Erkrankungen, die auch unterschiedlich behandelt werden müssen.

Eine chinesisch-deutsche Kooperation zwischen der University of Electronic Science and Technology of China in Chengdu und der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf fand nun heraus, was genau die Krankheitsbilder im Gehirn unterscheidet, welche Gemeinsamkeiten bestehen und anhand welcher objektiver Merkmale im Gehirn die Krankheiten eindeutig diagnostiziert und die Schwere der Erkrankung eingeschätzt werden können. Beteiligt waren Prof. Dr. Simon Eickhoff und Mitarbeitende von der HHU (Institut für Systemische Neurowissenschaften) und vom Forschungszentrum Jülich (INM-7).

Genutzt wurden Messungen der elektrischen Aktivität des Gehirns mittels EEG (Elektroenzephalografie), unterschiedliche molekulare Informationen wie Botenstoffe oder genetische Aktivität und KI-Systeme, um Muster in den Daten zu erkennen. Auf dieser Grundlage untersuchten die Forschenden zum einen den Datenverlauf bei einzelnen Patientinnen und Patienten (sogenannte „individuelle Gehirnnetzwerke“), zum anderen suchten sie Muster in größeren Patientengruppen („gemeinsame Gehirnnetzwerke“).

Netzwerke sind aufschlußreich

In beiden Netzwerken lieferten die Verbindung verschiedener Daten wichtige Diagnoseinformationen. Die individuellen Netzwerke gaben Aufschluss über die Schwere von Symptomen wie Denkstörungen oder Stimmungsschwankungen. Aus den gemeinsamen Netzwerken konnten Marker abgeleitet werden, um die Krankheitsbilder mit rund 80-prozentiger Genauigkeit korrekt zu diagnostizieren. Dies ist genauer und objektiver als gebräuchliche Diagnosemethoden wie Beobachtungen durch Ärzte oder Gesprächseindrücke.

Unterschiede bei Serotonin und Dopamin

Darüber hinaus fanden die Forschenden Ansätze für weitere Untersuchungen. Sie stellten Unterschiede in den Serotonin- und Dopaminsystemen des Gehirns zwischen den verschiedenen Krankheitsbildern fest. Gerade dies sind die Botenstoffe, die bei der Behandlung durch viele Psychopharmaka beeinflusst werden.

Die Rolle der Gene

Ferner zeigte die Studie, dass bestimmte Zellen im Gehirn, die Astrozyten – die unter anderem ein stützendes Korsett für die Neuronen bilden und wichtig für deren Versorgung sind – und solche Gene, die die Bildung von Synapsen und die Signalübertragung steuern – eine wichtige Rolle bei den Erkrankungen spielen. In den von den Erkrankungen betroffenen Regionen sind Gene besonders aktiv, die für die Stabilisierung und Neubildung von Synapsen wichtig sind. Spielen Astrozyten und Synapsen nicht mehr korrekt zusammen, kann dies die Erkrankungen auslösen oder zumindest beeinflussen.

Prof. Eickhoff: „Wir identifizierten objektive, messbare Gehirnmerkmale, mit denen psychische Erkrankungen besser voneinander abgegrenzt werden können. Dies kann ein wichtiger Schritt sein, um Diagnosen präziser und schneller stellen zu können und Betroffene zielgerichtet zu behandeln.“ Prof. Dr. Sarah Genon, Koautorin der Studie, ergänzt: „Darüber hinaus verdeutlicht die Studie, dass KI und neurobiologische Daten gemeinsam helfen können, die komplexen Unterschiede zwischen psychischen Erkrankungen besser zu verstehen.“

Unterscheidung der Krankheiten

Die Schizophrenie ist eine psychische Erkrankung, bei der Wahrnehmung und Denken aus dem Gleichgewicht geraten. Typisch sind Symptome wie Halluzinationen, Wahnvorstellungen, Denkstörungen oder ein starker Rückzug aus dem sozialen Leben.

Bei bipolaren Störungen mit psychotischen Symptomen wechseln sich Phasen ungewöhnlich gehobener Stimmung (Manie) und tiefer Depression ab. In besonders ausgeprägten Phasen können psychotische Symptome auftreten, etwa verzerrte Wahrnehmungen oder starke Realitätsverluste, die meist an die jeweilige Stimmungslage gebunden sind.

Die schizoaffektive Störung verbindet Merkmale der Schizophrenie mit deutlichen Stimmungsstörungen. Betroffene erleben gleichzeitig oder kurz nacheinander psychotische Symptome und depressive oder manische Episoden, was die Diagnose oft besonders schwierig macht.

Originalpublikation

Fali Li, Guangying Wang, Sarah Genon et al. Mapping neurophysiological and molecular profiles of heterogeneity and homogeneity in schizophrenia-bipolar disorder; Science Advances 11, eadz0389 (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adz0389

Quelle: Mitteilung der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf