Durch die Analyse der EEG-Messungen von fast zweihundert Schizophreniepatienten und gesunden Kontrollpersonen stellen Forscherinnen und Forscher der EPFL das Standardparadigma in Frage, das der Forschung auf diesem Gebiet zugrunde liegt.
Schizophrenie ist eine psychische Störung, die die Fähigkeit einer Person, zu denken, zu fühlen und sich zu verhalten, beeinträchtigt, sodass sie oft den Eindruck hat, "den Kontakt zur Realität verloren zu haben". Obwohl wir die genauen Ursachen der Schizophrenie nicht kennen, gehen Wissenschaftler davon aus, dass sie durch eine Kombination aus genetischen und Umweltfaktoren sowie durch Probleme, die die Chemie und Struktur des Gehirns betreffen, verursacht werden kann.
Die meisten Forscherinnen und Forscher in diesem Bereich neigen jedoch dazu, sich auf ein einziges Paradigma zu konzentrieren, mit dem sie Unterschiede zwischen Menschen mit und ohne Depressionen feststellen können.Die meisten Menschen, die an Schizophrenie erkrankt sind ("Patienten"), haben keine Schizophrenie-Symptome ("Kontrollen"). Die Forscher versuchen, die genetischen, neurophysiologischen und kognitiven Mechanismen zu entdecken, die die Auffälligkeiten bei Schizophreniepatienten in diesem speziellen Paradigma erklären könnten. Dies wird als ein gründlicher Ansatz zum Verständnis der Schizophrenie angesehen.
"In vielen experimentellen Paradigmen haben die Unterschiede zwischen Patienten und Kontrollen große Auswirkungen", erklärt Professor Michael Herzog von der Fakultät für Biowissenschaften der EPFL. "Das zeigt, dass die Experimente wichtige Aspekte der Schizophrenie identifizieren, wirft aber auch zwei Fragen auf: Was haben diese Anomalien gemeinsam und inwieweit sind sie repräsentativ für die Krankheit?
Ein häufig verwendetes Instrument in der Forschung ist das Elektroenzephalogramm (EEG). Forscherinnen und Forscher vergleichen die elektrische Aktivität des Gehirns von Patientinnen und Patienten mit der von Kontrollpersonen. Dabei zeigen sich meist deutliche Unterschiede zwischen Patienten und Kontrollen, z. B. in der Amplitude des EEG-Signals.
In einer aktuellen Studie haben Michael Herzog und sein Team das Standardparadigma in Frage gestellt, indem sie die Ruhe-EEGs von 121 Schizophreniepatienten und 75 Kontrollen analysierten. Mithilfe verschiedener Methoden der Signalverarbeitung extrahierten die Wissenschaftler insgesamt 194 EEG-Merkmale.
"69 von 194 EEG-Merkmalen zeigten einen signifikanten Unterschied zwischen den Patientinnen und Patienten und den Kontrollen, was darauf hindeutet, dass diese Merkmale einen wichtigen Aspekt der Schizophrenie identifizieren", fährt Michael Herzog fort. "Überraschenderweise waren die Korrelationen zwischen diesen EEG-Merkmalen jedoch sehr gering".
Es gibt nicht nur eine einzige Interpretation dieser beispiellosen Entdeckung. "Eine der möglichen Interpretationen ist, dass alle EEG-Merkmale einen anderen Aspekt der Krankheit aufgreifen, was wirklich die Heterogenität der Schizophrenie zeigt", sagt Michael Herzog.
Die Studie geht auf mehrere andere Erklärungen ein und die Autoren schlagen vor, dass "tiefe" und "oberflächliche" Verwurzelungsansätze gemeinsam dazu beitragen könnten, die der Störung zugrunde liegenden Mechanismen zu verstehen. "Wenn die Krankheit wirklich heterogen ist, können wir uns nicht auf ein einziges Paradigma konzentrieren, sondern wir brauchen komplexe Testbatterien und Analysemethoden", erklärt Dario Gordillo, einer der beiden Hauptautoren der Studie.
"Über die Schizophrenieforschung hinaus zeigen unsere Ergebnisse, dass signifikante experimentelle und gruppenübergreifende Unterschiede uns viel weniger lehren können, als die meisten Menschen glauben", sagt Michael Herzog. "Selbst signifikante Ergebnisse mit großen Auswirkungen können uns weniger lehren, als die meisten Menschen glauben."
Referenzen
Dario Gordillo, Janir Ramos da Cruz, Eka Chkonia, Wei-Hsiang Lin, Ophélie Favrod, Andreas Brand, Patrícia Figueiredo, Maya Roinishvili, Michael H. Herzog. The EEG multiverse of schizophrenia. Cerebral Cortex 27. August 2022. DOI: 10.1093/cercor/bhac309.
