18.11.2024
Neue Erkenntnisse über die visuelle Wahrnehmung bei Autismus: Unterschiede in einer pfefferkorngroßen Gehirnstruktur
Neurowissenschaftlerin Katharina von Kriegstein und ihr Team an der TU Dresden haben erstmals direkte Hinweise darauf gefunden, dass Autismus mit einer veränderten Verarbeitung von Sehinformation in einer kleinen, aber entscheidenden Struktur im Gehirn, verbunden ist: dem sogenannten magnozellulären lateralen Kniehöcker. Ihre Entdeckung wurde kürzlich in der renommierten Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.
Autismus beinhaltet Unterschiede in der Kommunikation, in der Interaktion mit anderen Menschen und in der Wahrnehmung. Traditionell konzentrieren sich wissenschaftliche Theorien über Autismus vor allem auf Aspekte der Kommunikation und Interaktion. Eine aktuelle neurowissenschaftliche Studie der TU Dresden rückt nun jedoch die Wahrnehmung in den Fokus. Erstmals konnten Forschende Unterschiede zwischen autistischen und nicht-autistischen Menschen beobachten, die den magnozellulären lateralen Kniehöcker (mLGN für engl. magnocellular lateral geniculate nucleus) betreffen. Der mLGN trägt Sehinformation vom Auge zu der Großhirnrinde.
Durch den Einsatz hochauflösender funktioneller Magnetresonanztomographie (7T-fMRI) erfasste das TUD-Forschungsteam die Aktivität des mLGN mithilfe des BOLD-Effekts (Blood-Oxygenation-Level-Dependent). So konnten die BOLD-Signale im mLGN analysiert und die Unterschiede zwischen autistischen und nicht-autistischen Erwachsenen herausgearbeitet werden. Die Ergebnisse zeigen: Autistische Teilnehmende wiesen eine reduzierte Aktivität speziell im mLGN auf, nicht aber in anderen Bereichen des lateralen Kniehöckers.
Der mLGN ist unter anderem spezialisiert auf die Wahrnehmung von Bewegungen. Bewegungen spielen auch bei der sozialen Interaktion und Kommunikation eine Rolle, wie z.B. bei dem Wahrnehmen von Gesichtsbewegungen beim Lachen oder Sprechen. Veränderungen im mLGN könnten also eine Grundlage für die Besonderheiten der sozialen Interaktion oder Kommunikation bei Autismus sein.
Die linke Seite der Abbildung zeigt einen Schnitt durch ein Gehirnbild mit einem Bild des gesamten lateralen Kniehöckers (LGN; tropfenförmige Struktur innerhalb des cyanfarbigen Rechtecks). In der Mitte zu sehen ist eine Vergrößerung der in dem cyanfarbigen Rechteck abgebildeten Struktur (LGN), welche beispielhaft den mLGN (rot) und pLGN (blau) von Studienteilnehmer:innen zeigt. Der pLGN ist ein Teil des lateralen Kniehöckers, dessen Funktion vergleichbar bei autistischen und nicht-autistischen Personen war. Rechtes Balkendiagramm: Autistische Studienteilnehmer:innen zeigten im Vergleich zur nicht-autistischen Kontrollgruppe eine geringere Antwort im mLGN.
„Es ist faszinierend, wie schnell und mühelos unser Gehirn Sehinformationen verarbeitet. Viele dieser SehInformationen sind dynamisch. Bei der zwischenmenschlichen Kommunikation zum Beispiel, können uns die Gesichtsbewegungen des Gesprächspartners etwas darüber verraten, was die Person sagt oder in welchem Gefühlszustand sie sich befindet. Die genaue Wahrnehmung dieser Information ist ein wichtiger Bestandteil sozialer Interaktion“, erklärt Dr. Schelinski, Erstautorin der Studie. „Der mLGN ist winzig, vergleichbar mit der Größe eines Pfefferkorns, und liegt tief im Gehirn, was die Untersuchung technisch herausfordernd macht. In unserer Studie konnten wir die technischen Herausforderungen überwinden und liefern erstmals direkte Hinweise für Unterschiede in der Funktion des mLGN bei Autismus. Damit eröffnen sich neue Perspektiven für die Autismus-Forschung, aber auch in anderen Forschungsbereichen, wie beispielsweise Schizophrenie und Legasthenie, die mit ähnlichen Wahrnehmungsbesonderheiten einhergehen können.“
Mit einem besseren Verständnis der Rolle des mLGN könnten diese Erkenntnisse die Grundlage für neue Diagnostik legen und das Verständnis für die Wahrnehmungsunterschiede verbessern, die für Autismus charakteristisch sind.
Originalpublikation
S. Schelinski, L. Kauffmann, A. Tabas, C. Müller-Axt, & K. von Kriegstein (2024). Functional alterations of the magnocellular subdivision of the visual sensory thalamus in autism, PNAS, 121(47), e2413409121. https://doi.org/10.1073/pnas.2413409121
Kontakt
Stefanie Schelinski
Wissenschaftliche Mitarbeiterin
Professur für Kognitive und Klinische Neurowissenschaften
TU Dresden
E-Mail:
Tel. (Sekretariat): +49 351 463-43901
Katharina von Kriegstein
Professorin für Kognitive und Klinische Neurowissenschaften
TU Dresden
E-Mail:
Tel. (Sekretariat): +49 351 463-43901