Tageszeit beeinflusst Gehirngröße: MRT-Scans zeigen, dass das Gehirnvolumen nach dem Morgen langsam schrumpft
Tageszeit beeinflusst Gehirngröße: MRT-Scans zeigen, dass das Gehirnvolumen nach dem Morgen langsam schrumpft
Anonim

Das menschliche Gehirn ist groß und hat die Fähigkeit, innovative Lösungen für die komplexesten Probleme zu zaubern. Das Gehirn schrumpft jedoch unweigerlich mit dem Alter, da Veränderungen auftreten, von Molekülen bis hin zu Morphologie, aber diese Veränderungen können auch täglich auftreten. Laut einer kürzlich in der Zeitschrift Neuroimage veröffentlichten Studie schrumpft das Gehirn im Laufe des Tages, beginnt morgens größer und wird nachts kleiner. Aber warum?

Ähnlich wie der Körper reift, verändert sich das menschliche Gehirngewebe im Laufe des Lebens. Die Magnetresonanztomographie hat es Wissenschaftlern der Stanford University ermöglicht, zu erfassen, wie sich das menschliche Gehirngewebe mit zunehmendem Alter verändert. Dies hilft Ärzten zu erkennen, was in verschiedenen Altersstufen normal ist, und verwenden dies als vergleichende Analyse, um festzustellen, ob die weiße Substanz einer Person - Gehirngewebe mit Nervenfasern, die eine Rolle bei der Geschwindigkeit der Nervensignalübertragung spielen - außerhalb des normalen Bereichs liegt, basierend auf dem Standard Kurve, laut einer Studie aus dem Jahr 2014, die in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde.

Nervenbündel im Gehirn neigen dazu, an Volumen zuzunehmen, bis wir 40 werden, und beginnen dann langsam, sich zu verschlechtern. Am Ende unseres Lebens hat das Gewebe etwa das Volumen eines 7-jährigen Kindes.

Kunio Nakamura und seine Kollegen vom Montreal Neurological Institute versuchten, diese Schwankungen des Gehirnvolumens an einem einzigen Tag zu beobachten, um zu sehen, wann das Gehirn das größte und das kleinste ist. Sie analysierten im Laufe des Tages über 3.000 MRT-Scans aus Multiple-Sklerose-Studien und über 6.000 aus dem ADNI-Alzheimer-Projekt bei Patienten. Die Wirkung der Tageszeit auf die Hirnparenchymfraktion (BPF) würde zwischen beiden Gruppen verglichen.

In der Studie wird die Gehirngröße als BPF definiert, das ist der Anteil des intrakraniellen Volumens, der mit Hirngewebe gefüllt ist. Der BPF ist der Grad, zu dem das Gehirn den Schädel ausfüllt. Die prozentuale Veränderung des BDF wurde mit einem linearen Mixed-Effect (LME)-Modell modelliert, das separat auf die MS- und ADNI-Datensätze angewendet wurde.

Die Ergebnisse zeigten, dass die BPF-Veränderungen bei MS- und Alzheimer-Patienten unterschiedlich waren. Der BPF sank im Tagesverlauf bei der MS-Gruppe um 0,18 Prozent im Vergleich zu 0,44 Prozent bei der Alzheimer-Gruppe. Laut Discover Magazine ist dies ungefähr der gleiche Grad an Schrumpfung, den jemand mit Alzheimer innerhalb eines Jahres erfahren würde.

Aber warum schrumpft das Gehirn im Laufe des Tages?

Nakamura und seine Kollegen glauben, dass es mit Flüssigkeiten zusammenhängt. Das Gehirn, vergleichbar mit einem Schwamm, wird größer, wenn es mit Feuchtigkeit versorgt wird. „Ein möglicher Mechanismus könnte sein, dass das nächtliche Liegen mit einer Umverteilung von Körperflüssigkeiten einhergeht, die sich tagsüber in den unteren Extremitäten angesammelt hatten“, schreiben die Studienautoren.

Die Studie hatte einige Einschränkungen, wenn es um den Einfluss der Tageszeit und der Gehirngröße ging. Unter den verwendeten Datensätzen war beispielsweise der Aufnahmezeitpunkt der MRT möglicherweise nicht vollständig zufällig. Die Tendenz, morgens MRTs von gesunden Probanden und nachmittags von der erkrankten Gruppe zu erwerben, könnte zu einem größeren Gruppenunterschied bei der Analyse der Hirnvolumina geführt haben. Mit anderen Worten, die Tageszeit, zu der die Forscher ihre Experimente durchgeführt haben, könnte die Ergebnisse von Gehirn- und MRT-Scans beeinflusst haben.

Veränderungen der Gehirngröße sind jedoch nicht nur täglich spürbar. Sie können auch während des Menstruationszyklus einer Frau gesehen werden. Eine in der Zeitschrift PLOS ONE veröffentlichte Studie aus dem Jahr 2011 ergab, dass es während der Menstruation zu kurzfristigen Veränderungen des Gehirns kommt. Ein signifikanter Peak des Volumens der grauen Substanz, der hauptsächlich aus neuronalen Zellkörpern und Liquor (CSF), einer klaren farblosen Flüssigkeit, die das Gehirn im Schädel polstert, besteht, wurde zum Zeitpunkt des Eisprungs bei Frauen beobachtet. Dieser Volumenpeak stand jedoch nicht in Zusammenhang mit den Östradiol- oder Progesteron-Hormonspiegeln.

Es gibt auch mehrere genetische und umweltbedingte Faktoren, die die Größe unseres Gehirns beeinflussen können.

Quellen: Arnold DL, Brown RA, Collins DL et al. Tägliche Schwankungen des Gehirnvolumens: Statistische Analysen der MRT von großen Populationen. Neurobild. 2015.

Mezer AA, Wandell BA und Yeatman JD. Lebensspanne Reifung und Degeneration der weißen Substanz des menschlichen Gehirns. Naturkommunikation. 2014.

Fitzek C, Gaser C, Hagemann G et al. Veränderungen der Gehirngröße während des Menstruationszyklus. Plus eins. 2011.

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