Altersangepasste Gehirn-Vorlagen verbessern die Alternsforschung
Standardmethoden zur Analyse von Gehirnaktivität verwenden eine einzige Vorlage für alle Altersgruppen. Diese passt auf ältere Gehirne nur schlecht. Ein neuer Ansatz verbessert die Messung erheblich und hat Konsequenzen dafür, wie das Altern des Gehirns erforscht wird.
Hyperalignment ist eine Technik, die individuelle Muster der Gehirnaktivität in einen gemeinsamen Referenzraum überträgt und damit Daten verschiedener Personen vergleichbar macht. Forschende nutzten Daten aus der Cambridge Centre for Ageing and Neuroscience-Studie (Teilnehmende im Alter von 18 bis 87 Jahren) und der Dallas Lifespan Brain Study (20 bis 90 Jahre), um zu prüfen, ob altersspezifische Vorlagen die Standardvorlage übertreffen. Die Studie wurde in eLife veröffentlicht.
Das Fazit war eindeutig: Eine Vorlage, die auf die Altersgruppe der Teilnehmenden abgestimmt ist, lieferte bei nahezu allen Analysen bessere Ergebnisse. Dies galt für den Vergleich von Gehirnaktivitätsmustern zwischen Personen, für die Vorhersage individueller Konnektom-Profile und für die Modellierung von Gehirnreaktionen auf Filmreize. Die Verbesserung zeigte sich konsistent in beiden Datensätzen.
Warum dieser Unterschied besteht
Das Gehirn verändert sich im Laufe des Lebens. Die Art und Weise, wie Gehirnregionen zusammenarbeiten, verschiebt sich mit dem Alter. Assoziative Areale, die bei jungen Erwachsenen auf eine bestimmte Weise organisiert sind, funktionieren bei älteren Erwachsenen anders. Eine universelle Vorlage ignoriert diese Variation und führt zu Messfehlern, die bei älteren Teilnehmenden größer sind als bei jüngeren. Altersspezifische Vorlagen korrigieren dies.
Das ist methodisch relevant für die Langlebigkeitsforschung. Viele Studien zum Altern des Gehirns verwenden die Standard-Hyperalignment, was bedeutet, dass Befunde über ältere Gehirne möglicherweise verzerrt sind. Genauere Analysemethoden können dabei helfen, echte altersbedingte Veränderungen von Messartefakten zu unterscheiden.
Von der Methode zur Diagnostik
Die Forschenden schlagen vor, dass altersspezifische Vorlagen auch für diagnostische Anwendungen nützlich sein könnten: für eine frühere und genauere Erkennung abnormaler Gehirnaktivitätsmuster bei neurologischen Erkrankungen. Ob das in der Praxis funktioniert, muss noch weiter untersucht werden. Vorerst handelt es sich um eine verbesserte Analysetechnik, nicht um ein klinisches Instrument.
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