Billedbehandling viser forskelle i hjerner med skizofreni

Skizofreni er en mental sundhedstilstand, der kan påvirke dine tanker, følelser og adfærd. Symptomer falder hovedsageligt ind i tre kategorier og omfatter:

positive symptomer: psykose, såsom hallucinationer, vrangforestillinger, usædvanlig tænkning og taleforstyrrelser
negative symptomer: nedsat motivation, planlægning og lystfølelse samt flad affekt
kognitive symptomer: problemer med opmærksomhed, koncentration og hukommelse

Skizofreni er normalt diagnosticeret af en sundhedspersonale, når nogen er mellem deres sene teenageår og begyndelsen af 30’erne. Behandlingen fokuserer på at håndtere symptomer og forbedre den daglige funktion.

De nøjagtige årsager til skizofreni er ukendte, men det har sandsynligvis både genetiske og miljømæssige årsager.

Forskere mener, at ændringer i hjernens struktur og funktion kan bidrage til udviklingen af skizofreni. Dette inkluderer forskelle i volumen af visse hjerneregioner hos mennesker med skizofreni sammenlignet med mennesker uden det.

Forskellige typer hjernebilleddannelse giver læger og forskere mulighed for at se på forskellene mellem hjernerne hos mennesker med og uden skizofreni. Disse billeder kan hjælpe forskere med at lære mere om årsagerne til skizofreni og udvikle nye behandlinger.

Hvordan ser en skizofreni-hjerneskanning ud?

MR er den mest almindelige type hjerneskanning. De skaber et detaljeret billede af hele hjernen.

Forskere kan også bruge funktionelle MR’er, som måler hjerneaktivitet gennem ændringer i blodgennemstrømningen, eller diffusion tensor imaging (DTI), en type MR, der ser på hjernens hvide substans.

PET-scanninger kan også bruges til at se på, hvordan neurotransmittere virker i hjernen. Neurotransmittere er kemikalier i din krop, der overfører beskeder mellem neuroner. De kan også overføre beskeder fra neuroner til muskler.

Forskning udført med disse forskellige typer hjernebilleddannelse afslører forskelle i både struktur og funktion mellem hjernerne hos mennesker med og uden skizofreni.

Billedbehandling viser forskelle i hjerner med skizofreni — PET-scanning viser forskelle i hjerneaktivitet hos mennesker med og uden skizofreni. Videnskabshistorie billeder / Alamy Stock Foto

Strukturelle forskelle

Hjernescanninger af mennesker med skizofreni viser flere strukturelle forskelle i hele hjernen, herunder hvidt og gråt stof.

Hvidt stof

Hvidt stof består af flere forskellige slags celler, herunder:

myelin, celler, der omslutter nerver
glia, som beskytter neuroner (nervesystemceller)
perivaskulære celler, som hjælper med at danne en barriere, der beskytter hjerneceller mod blod
projektionsfibre, der forbinder til forskellige områder af hjernen, hvilket giver mulighed for kommunikation mellem hjerneregioner

På trods af alle disse forskellige typer celler har hvidt stof stadig meget færre neuroner end gråt stof.

Hjernescanninger af mennesker med skizofreni viser følgende ændringer i hvid substans:

reduktion af hvid substans i frontallappen før og efter diagnose og behandling
en stigning i en anden type hvidt stof, kaldet interstitielle hvidstofneuroner, under cortex

Der er også nogle inkonsistente fund i hjernescanninger på hvidt stof.

Ifølge en 2019 anmeldelse af skizofreniforskning har nogle undersøgelser observeret nedsat tæthed (tykkelse) af en type hvid substans, kaldet oligodendrocytter. Denne type hvidt stof er placeret under cortex, meget tæt på gråt stof. Nogle undersøgelser har også observeret ændringer i tætheden af hvidt stof under den forreste cingulate cortex, nær forsiden af dit hoved.

Men andre undersøgelser har ikke observeret disse ændringer i tæthed, og i sidste ende er der behov for mere forskning.

Ændringer i hvid substans er relateret til psykotiske symptomer og en lavere evne til at tænke hos mennesker med skizofreni. Ifølge samme anmeldelseer der også tegn på, at naturlige ændringer i hvidt stof under puberteten kan være en underliggende årsag til skizofreni.

Grå stof

Grå stof er det yderste lag af hjernen. Det består for det meste af neuronernes cellelegemer. Grå substans udgør de kamme og riller, du kan forbinde med billeder af hjernen.

Ændringer, der kan ses i den grå substans hos mennesker med skizofreni omfatter:

udtynding gennem forskellige dele af hjernens cortex
reduceret gråstofoverfladeareal og -volumen

Specifikt, 2020 forskning har fundet ud af, at mennesker tidligt i deres tilstand har mindre grå substans i de præfrontale og tindingelapperne.

På den anden side er personer med kronisk skizofreni mere tilbøjelige til at have reduceret grå substans i frontal-, temporal-, superior parietal- og occipitallapperne.

Ændringer i grå substans er forbundet med ændringer i kognitive (tænkning) og motoriske (bevægelses) funktioner. Disse funktioner omfatter lagring og hentning af verbal information.

Disse ændringer er progressive, hvilket betyder, at de forværres over tid. De er mere alvorlige hos mennesker, der:

ikke modtager behandling for deres skizofreni
har mere alvorlige symptomer på skizofreni
begyndte at få tegn på skizofreni i en ung alder

Kemiske forskelle

Neurotransmittere er kemikalier, som din krop bruger til at overføre beskeder mellem neuroner eller fra neuroner til muskler. De starter som elektriske signaler, der bevæger sig langs axonen af en neuron.

I slutningen af axonet omdannes dette elektriske signal til en neurotransmitter. Axonet frigiver neurotransmitteren til at interagere med en anden neuron eller en muskel. Dette udløser et svar fra modtagerneuronen eller -musklen.

MR’er kan ikke bruges til at se på neurotransmittere, men PET-scanninger kan vise, hvordan disse kemikalier virker i hjernen. En type billeddannelse kaldet protonmagnetisk resonansspektroskopi kan også bruges.

Dopamin

Dopamin er en type neurotransmitter involveret i mange hjernefunktioner, herunder:

motorstyring
belønningssystem
motivering

Studier vise, at personer med skizofreni har øget dopamin, især i hjernens subcortex. Forskere har fundet ud af, at både basisniveauet af dopamin og mængden af frigivet dopamin er forhøjet.

Øget dopamin er forbundet med psykotiske og kognitive symptomer på skizofreni. På grund af dette virker mange antipsykotiske lægemidler ved at afbalancere niveauerne af dopamin.

Serotonin

Serotonin er involveret i mange grundlæggende funktioner, herunder:

søvn
hukommelse
appetit
humør

I øjeblikket er der ikke meget forskning om serotonins rolle i skizofreni. Et stykke forskning fra 2018 tyder dog på, at frigivelsen af for meget serotonin kan føre til psykose.

En overskydende frigivelse af serotonin fører til frigivelse af glutamat, som forårsager frigivelse af dopamin.

Glutamat

Glutamat er en excitatorisk neurotransmitter, hvilket betyder, at den aktiverer den neuron, der modtager den. Det virker i hele hjernen og resten af nervesystemet.

Den tidligere nævnte forskning fra 2018 viste, at den type neuronreceptor, der tiltrækker glutamat, muligvis ikke fungerer korrekt hos mennesker med skizofreni. Dette øger niveauet af glutamat mellem neuroner i hjernens synapser.

Da glutamat virker på tværs af alle områder af hjernen, kan disse ændringer have mange virkninger. Specifikt kan glutamatændringer i skizofreni føre til kognitive symptomer, såsom problemer med arbejdshukommelsen.

Kan en hjerneskanning opdage skizofreni?

En sundhedsperson kan ikke bruge en enkelt test, såsom en hjernescanning, til at diagnosticere skizofreni. I stedet spiller mange faktorer ind i en skizofrenidiagnose.

Denne diagnose er i vid udstrækning baseret på dine symptomer, men kan også være påvirket af:

familie historie
personlig helbredshistorie
hjernescanninger

En del af hvorfor læger ikke kan bruge hjernebilleddannelse alene til at diagnosticere skizofreni, er fordi betydningen af disse billeder stadig ikke er godt forstået. Det er ikke helt klart, for eksempel, om observerede hjerneændringer forårsager skizofreni, eller om skizofreni i sig selv forårsager disse ændringer.

Dog kan scanninger som en MR hjælpe med at udelukke andre tilstande, der kan forårsage lignende symptomer, såsom hjernetumorer eller neurodegenerative sygdomme.

Forskere undersøger måder at bruge hjernebilleddannelse til at hjælpe med at diagnosticere skizofreni.

Ifølge en undersøgelse fra 2020 klassificerede en trænet maskine med en indlæringsalgoritme hjernescanninger som tilhørende en person med skizofreni bedre end psykologer og radiologer gjorde. Disse resultater antyder fremtiden for hjernebilledteknologi.

Forandrer skizofreni hjernen over tid?

Forskere tror, at hjerneforskelle hos mennesker med skizofreni kan begynde at udvikle sig før fødslen. Alle hjerner ændrer sig også under puberteten. Denne kombination af to adskilte perioder med hjerneændringer kan udløse skizofreni, ifølge 2015 forskning.

Billeddiagnostik har vist, at hjernen fortsætter med at ændre sig over tid, selv efter skizofrenibehandling. Tidligere hjerneændringer relateret til skizofreni sker i de præfrontale og tindingelappene, mens senere ændringer finder sted i de frontale, temporale, overordnede parietale og occipitale lapper.

Men vi ved endnu ikke, om disse ændringer forårsager skizofreni, eller om skizofreni forårsager disse ændringer.

Hjernebilleddannelse viser klare forskelle mellem hjernen hos personer med skizofreni og hjernen hos personer uden. Der er dog behov for mere forskning for at lære præcis, hvad disse forskelle er og betyder.

Alligevel har hjernebilleddannelse et stort potentiale til at hjælpe os med at lære, hvad der forårsager skizofreni, hvordan det skrider frem, og hvordan man behandler det.