Hirnscan

Wie COVID-19 das Gehirn verändert

Von , Medizinredakteurin
Christiane Fux

Christiane Fux studierte in Hamburg Journalismus und Psychologie. Seit 2001 schreibt die erfahrene Medizinredakteurin Magazinartikel, Nachrichten und Sachtexte zu allen denkbaren Gesundheitsthemen. Neben ihrer Arbeit für NetDoktor ist Christiane Fux auch in der Prosa unterwegs. 2012 erschien ihr erster Krimi, außerdem schreibt, entwirft und verlegt sie ihre eigenen Krimispiele.

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Eine Infektion mit Covid-19 kann das Gehirn schrumpfen lassen und seine Strukturen verändern. Das fanden Forschende der Universität Oxford anhand von Hirnscans heraus.

Sie verglichen die MRT-Bilder von 401 Teilnehmenden zwischen 51 und 81 Jahren vor und durchschnittlich 4,5 Monate nach einer Coronainfektion. Diese stellten sie Hirnscans von weiteren 384 Männern und Frauen gegenüber, die zwischen den zwei Untersuchungen keine Sars-CoV-2-Diagnose erhalten hatten.

Überraschende Veränderungen

Dabei interessierte das Forschungsteam vor allem die Auswirkungen von Infektionen mit leichten bis mässig schweren Verläufen. Personen, die wegen Covid-19 im Krankenhaus behandelt werden mussten, schlossen sie daher aus.

„Es war eine ziemliche Überraschung zu sehen, … wie sehr sich das Gehirn der Infizierten im Vergleich zu denen, die nicht infiziert waren, verändert hatte", erklärt die Hauptautorin der Studie, Prof. Gwenaelle Douaud.

Schrumpfende Hirne, Verlust von grauer Substanz

Tatsächlich stellte das Team folgende Unterschiede fest:

  • Die Gehirne der Infizierten waren insgesamt geschrumpft. Sie büssten zwischen 0,2 und 2 Prozent an Masse ein.
  • In einigen Hirnarealen hatte die graue Substanz deutlich abgenommen. Betroffen waren der orbitofrontale Kortex, der unter anderem an Entscheidungsprozessen beteiligt ist, und der parahippocampalen Gyrus, der für Gedächtnisprozesse wichtig ist.
  • Im Verarbeitungszentrum des Geruchssinns, dem primären olfaktorischen Kortex, fanden sie zudem Hinweise auf strukturelle Schäden in Form verschiedener Marker.

Ausserdem bauten die infizierten Teilnehmer in Test zu Gedächtnis und anderen geistigen Fähigkeiten zwischen den beiden Untersuchungen im Schnitt stärker ab als nicht infizierte. Ob dies in einem direkten Zusammenhang mit dem Abbau im Gehirn steht, lässt sich aus den Studiendaten nicht ableiten.

Auffällige Veränderungen auch bei leichteren Verläufen

„Wenn man bedenkt, dass die meisten Personen in der Fallgruppe leichte bis mittlere Symptome von Covid-19 aufwiesen, überraschen die Veränderungen die Douaud und Kollegen feststellten“, schreibt Randy L. Gollub von der Harvard Medical School in Boston begleitend zu der Veröffentlichung in einem Kommentar des Fachmagazins „Nature“.

Dies wiegt umso schwerer, als die Forscher sorgfältig darauf geachtet hatten, dass die beiden Gruppen bezüglich möglicher Einflussfaktoren bestmöglich übereinstimmten. Dazu zählten Geschlecht, Alter, sozioökonomischer Status und gesundheitliche Daten wie Blutdruck, Body-Mass-Index und Alkoholkonsum. Ausserdem stellten sie sicher, dass der Zeitpunkt des ersten Hirnscans sowie die Zeitspanne zwischen den beiden Scan-Sitzungen möglichst übereinstimmte.

Wandert das Virus über den Riechnerv ins Hirn?

Was die konkreten Ursachen der Hirnveränderungen sind, steht indes noch nicht fest. So könnte sich das Virus über die Riechnerven im Gehirn ausbreiten. Auch neruroinflammatorische Prozesse, bei denen sich Nervenzellen entzünden, sind denkbar.

Bei den Veränderungen im olfaktorischen Kortex ist ebenfalls ungeklärt, ob das Virus diese Region direkt angreift oder ob sich die Zellen zurückbilden, weil sie aufgrund des verlorenen Geruchssinns nicht mehr stimuliert werden.

Daten aus britischem Biobank-Projekt

Die Daten für die Studie stammen aus einem britischen Biobank-Projekt, das den Gesundheitszustand von rund 500.000 Menschen seither über einen Zeitraum von rund 15 Jahren verfolgt – darunter auch teilwiese anhand von MRT-Aufnahmen des Gehirns. Da diese ohne gesundheitlichen Anlass erfolgen, sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass die beobachteten Veränderungen unabhängig von Covid-19 aufgrund anderer krankhafter Prozesse stattgefunden haben.

Die Teilnehmer wurden zwischen 2006 und 2010 rekrutiert und waren damals zwischen 40 und 61 Jahre alt. Daher kann die aktuelle Untersuchung keinen Aufschluss auf Hirnveränderungen jüngerer Covid-Patienten liefern.

Sars-CoV-2 kann die Nerven befallen

Zu den beobachteten Hirnveränderungen passt, dass es schon früh in der Pandemie Hinweise darauf gab, dass eine Sars-CoV-2-Infektion auch Gehirn und Nervenzellen betreffen könnte. Da war zum einen der auffällige und anhaltende Verlust des Geschmacks- und Geruchssinns, von dem viele Patienten berichteten. Zum anderen waren auch anhaltende Kopfschmerzen und andere Long-Covid-Phänomene ein Hinweis auf eine Beteiligung des Nervensystems.

Vor allem leidet ein Teil der Covid-Patienten noch Monate nach der Infektion unter sogenanntem „Hirnnebel“: Sie berichten von teils gravierenden Konzentrationsproblemen und anderen kognitiven Störungen. Diese betreffen auch ursprünglich leicht erkrankte Patienten.

Anzumerken ist in diesem Zusammenhang, dass die Untersuchung keine Daten von jüngeren Covid-Patienten enthielt. Allerdings wurden die beschriebenen neurologischen Phänomene auch bei dieser Patientengruppe häufig beobachtet.

Erholt sich das Hirn von der Infektion?

Unklar ist, ob die Veränderungen dauerhaft bestehen bleiben. Prinzipiell habe das Gehirn die Fähigkeit, sich zu regenerieren, betonen die Forscher. "Wir wissen, dass das Gehirn sehr plastisch ist - das heisst, es kann sich selbst heilen“, sagt Douaud. Die Chancen stünden daher gut, dass die schädlichen Auswirkungen der Infektion mit der Zeit abklängen. Sicher ist das allerdings nicht.

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Christiane Fux studierte in Hamburg Journalismus und Psychologie. Seit 2001 schreibt die erfahrene Medizinredakteurin Magazinartikel, Nachrichten und Sachtexte zu allen denkbaren Gesundheitsthemen. Neben ihrer Arbeit für NetDoktor ist Christiane Fux auch in der Prosa unterwegs. 2012 erschien ihr erster Krimi, außerdem schreibt, entwirft und verlegt sie ihre eigenen Krimispiele.

Quellen:
  • Gwenaëlle Douaud et al.: SARS-CoV-2 is associated with changes in brain structure in UK Biobank, Nature, 7. März 2022, DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-022-04569-5
  • Randy L. Gollub et al.: Brain changes after COVID revealed by imaging, Nature, 8.März 2022
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