Eyler LT, Prom-Wormley E, Fennema-Notestine C et al. Genetic patterns of correlation among subcortical volumes in humans: results from a Magnetic Resonance imaging twin study. Hum Brain Mapp 2011; 32: 641 – 653

Beeinflussen genetische Muster die Volumina von subkortikalen Strukturen?

Subkortikale Strukturen spielen im menschlichen Gehirn sowohl bei basalen als auch bei höheren emotionalen und kognitiven Verhaltensweisen eine wichtige Rolle und variieren individuell in ihrer Größe. Wenig ist darüber bekannt, ob es genetische Einflüsse auf das Volumen dieser Strukturen gibt. L. T. Eyler et al. beschäftigten sich nun mit dieser Frage.

Eingang in die Analyse fanden Teilnehmer der VETSA-Studie (VETSA = Vietnam Era Twin Study of Aging). Dabei handelte es sich um männliche, von 1939 bis 1957 geborene Zwillingspaare, die im Zeitraum zwischen 1965 und 1975 beim US-Militär gedient hatten. Von 474 Personen lagen verwertbare MRT des Gehirns vor, die mit einem 1,5-T-Gerät erfolgt waren. Von diesen gingen letztlich 202 Zwillingspaare (110 monozygotische und 92 dizygotische) im Durchschnittsalter von 55,8 Jahren in die Untersuchung ein. Die Autoren nahmen dabei volumetrische Messungen von Hippocampus, Amygdala, Caudatum, Putamen, Nucleus accumbens, Thalamus und den Ventrikeln vor. Anhand ihrer Messungen berechneten sie bei mono- und dizygotischen Zwillingen das Ausmaß der genetischen Korrelation dieser Volumina und bestimmten genetische Muster.

In der mono- und dizygotischen Gruppe zeigten sich bei den Volumina jeder untersuchten Region keine signifikanten Unterschiede für Mittelwerte oder Varianzen. Alle Strukturen erwiesen sich jedoch als in hohem Maße erblich. Die Autoren fanden in ihrer Analyse 4 genetische Faktoren, die alle Eigenvalues von mehr als 1 hatten. Alle 4 Faktoren zusammen erklärten 81 % der gesamten genetischen Varianz. Die bilateralen Volumina von Putamen, Pallidum, Caudatum und Thalamus korrelierten stark mit dem 1. Faktor, den die Autoren deshalb als Basalganglien/Thalamusfaktor bezeichneten. Dieser erklärte 43 % der Varianz. Der 2. Faktor bestand aus allen Ventrikelmaßen und erklärte 23 % der Varianz. Der 3. Faktor wurde als limbischer Faktor bezeichnet und erklärte 9 % der Varianz, der 4. Faktor bestand nur aus den bilateralen Volumina des Nucleus accumbens und erklärte 6 % der Varianz. Homologe Regionen jeder Hemisphäre beanspruchten dabei dieselben Faktoren. Die beobachteten Muster der genetischen Korrelation legten den Einfluss multipler genetischer Faktoren nahe. Es fand sich eine genetische Organisation der Strukturen, die zwischen zerebralen und zerebrospinalen Flüssigkeitsräumen und zwischen unterschiedlichen subkortikalen Regionen unterschied.

Fazit
Die Autoren konnten nach eigenen Angaben zeigen, dass unterschiedliche genetische Einflüsse die Größe bestimmter subkortikaler Strukturen des menschlichen Gehirns bestimmen.

Dr. Johannes Weiß, Bad Kissingen