Forscher: Depressionen lassen sich an der Pupille erkennen
Bisher werden Depressionen vor allem über Befragungen diagnostiziert. Münchner Forscher entwickeln jedoch eine Methode, um auch biologische Faktoren zu messen.
Lassen sich Depressionen an bestimmten Körperreaktionen erkennen? Diese Frage stellten sich Forscher des Max-Planck-Instituts für Psychiatrie (MPI) in München. Sie fanden heraus, dass man die Reaktion der Pupille recht gut bei der Diagnostik von Depressionen nutzen kann. Die Forscher stellten fest, dass deren „Erweiterung bei akut depressiven Patienten geringer ausfällt als bei Gesunden“, wie es in einer Mitteilung des Instituts heißt. „Je schwerer die Patienten erkrankt waren, desto weniger weitete sich sogar das Augeninnere.“
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Die Erkenntnis könnte langfristig zu einer fundierteren Diagnose führen, die nicht nur auf den Aussagen der Patienten basiert, sondern biologisch begründet ist, lautet die Einschätzung der Münchner Forscher. Daraus abgeleitet könnte auch die Therapie mit Medikamenten individueller angepasst werden. Die Studie erschien in Brain Sciences, einem Open-Access-Journal für Neurowissenschaften, das peer-reviewt ist. Die Studien werden also von unabhängigen Wissenschaftlern begutachtet.
Im Laufe eines Jahres erkranken 5,3 Millionen Bundesbürger daran
Die Depression ist eine häufige Störung, die viel Leid und hohe sozioökonomische Kosten verursacht. Im Laufe eines Jahres erkranken 5,3 Millionen Bundesbürger daran, wie die Stiftung Deutsche Depressionshilfe mitteilt. Zu den Kernsymptomen gehören der Verlust von Antrieb und Energie, der Verlust von Interesse und Freude sowie Niedergeschlagenheit. Aber „die gehirnphysiologischen Prozesse, die sich während depressiver Zustände verändern, sind nicht gut verstanden“, schreiben die Münchner Forscher um Studienleiter Victor Spoormaker, Professor und Leiter einer Projektgruppe am MPI für Psychiatrie.
Die Studie baute auf jüngsten Erkenntnissen aus Untersuchungen amerikanischer Forscher bei Makaken auf, wie die Münchner Wissenschaftler schreiben. Bei den Primaten habe man einen direkten kausalen Zusammenhang zwischen der Pupillenreaktion und der Erregung nachgewiesen, die entsteht, wenn die Tiere eine Belohnung erwarten. Die Erregung wird durch ein bestimmtes Hirnareal vermittelt, dem vorderen cingulären Kortex, einem Bereich der Großhirnrinde. Er ist unter anderem beteiligt an der Impulskontrolle, Entscheidungsfindung, Aufmerksamkeitsverteilung und Vorwegnahme von Belohnungen.
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„Seit Jahrzehnten versuchen Wissenschaftler herauszufinden, ob depressive Patienten Belohnungen weniger wertschätzen als nicht-depressive Probanden“, heißt es in der Mitteilung des Münchner MPI. Die Vermutung liegt nahe, weil Antrieb, Interesse und Freude bei Depressiven gemindert sind. Doch kann man das auch biologisch nachweisen? Um das herauszufinden, machten die Forscher mit Studienteilnehmern ein einfaches Spiel, bei dem sie einen kleinen Geldbetrag gewinnen konnten. „Ein klarer Anreiz, der bei Gesunden zur Erweiterung der Pupille führt“, schreiben sie. Zu den Teilnehmern gehörten 41 depressive Patienten, darunter 27 Frauen, und 25 gesunde Kontrollpersonen, darunter 12 Frauen. Wie die Forscher betonen, habe die medizinische Ethikkommission der Universität München die Studie genehmigt. Alle Teilnehmer hätten ihre schriftliche Einverständniserklärung abgegeben, nachdem das Studienprotokoll vollständig erklärt und ihre Teilnahme erstattet worden war.
Während des kleinen Gewinnspiels lagen die Studienteilnehmer in einem Kernspintomografen (MRT). Sie mussten auf einen Knopf drücken, um entweder eine kleine Geldprämie oder eine Rückmeldung zu erhalten. Dabei wurden ihre Pupillen extrem genau und schnell vermessen. Dazu nutzen die Forscher einen sogenannten Eyetracker, ein Kamerasystem, mit dem es gelang, 250 Bilder pro Sekunde aufzunehmen – „zum Vergleich, wir blinzeln überhaupt nur alle vier bis sechs Sekunden“, schreiben die Forscher.
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Das Ergebnis: Erstmals konnten die Forscher „die Verbindung zwischen einer Pupillenerweiterung als Reaktion auf eine zu erwartende Belohnung und dem Schweregrad der Depression der jeweiligen Testperson nachweisen“, wie es in der Mitteilung des Instituts heißt. „Je schwerer die Symptome waren, desto weniger weit öffneten sich die Pupillen.“ Die Studie zeige, dass die Aussicht auf eine Belohnung bei schwer depressiven Patienten nicht zur gleichen Verhaltensaktivierung führe wie bei Gesunden. Ihr Nervensystem könne sich selbst bei so einer positiven Erwartung weniger stark aktivieren. „Wir vermuten, dass dahinter ein physiologisches System steht, das die oft berichtete Antriebsstörung bei Patienten teilweise erklären kann“, sagte der Studienleiter Victor Spoormaker.
In ihrer Studie befassen sich die Forscher auch damit, wie die jeweilige Pupillengröße mit der Wirkung von Neurotransmittern zusammenhängen könnte. Die Depressionen werden oft mit einem gestörten Gleichgewicht von Neurotransmittern im Gehirn – oft auch Botenstoffe genannt – in Verbindung gebracht. Zu ihnen gehören Noradrenalin, Serotonin, Dopamin und Acetylcholin. „Depressive Patienten weisen im Vergleich zu Gesunden oft eine erniedrigte Aktivität von Serotonin, Noradrenalin oder Dopamin auf“, heißt es zum Beispiel auf dem Informationsportal „Neurologen und Psychiater im Netz“. Antidepressiva sorgten für „eine Erhöhung bestimmter Botenstoffe im neuronalen System“, seien allerdings nicht bei allen Patienten wirksam. „Vermutlich gibt es individuelle Unterschiede in der Ausprägung der Neurotransmitter-Störungen“, vermuten die Autoren.
Studien sollen zum Beispiel gezeigt haben, dass sich unter der Wirkung des Stresshormons Noradrenalin die Pupillen schnell erweitern. „Ihr Befund scheint zu unserer Interpretation einer Noradrenalin-vermittelten Hochregulation der Erregung zu passen, die ein nachfolgendes (zielgerichtetes) Verhalten erleichtert“, schreiben die Forscher des Münchner MPI. Acetylcholin wiederum kann die Pupille verkleinern. Eine weitere Frage ist, wie die Einflüsse von Serotonin damit interagieren und sich auf die Pupillengöße auswirken. Es seien „weitere Studien erforderlich, um noradrenerge, cholinerge und serotonerge Einflüsse auf die Pupillengröße präzise zu entwirren“, schreiben die Forscher.
Ärzte diagnostizieren Depressionen heute vor allem, indem sie die Patienten nach ihren Hauptsymptomen befragen, andere Erkrankungen und die familiären Hintergründe abklären. Die Pupillen-Studie könnte dazu beitragen, die Diagnostik durch einen biologischen Marker zu bereichern. Die Forscher des Münchener Max-Planck-Instituts für Psychiatrie gingen sogar davon aus, dass psychiatrische Erkrankungen anders aufgeteilt werden sollten als in die bisherigen Diagnose-Gruppen, heißt es in der Mitteilung. „Maßgebend wären biologische Faktoren wie die Pupillenerweiterung, die klar messbar sind.“ Depressive Patienten, die mit ihren Pupillen weniger stark reagieren, würden eine eigene Untergruppe bilden. „Dann könnten wir diese Patienten medikamentös auch zielgerichteter behandeln“, lautet die Einschätzung des Studienleiters Victor Spoormaker. Um diesen Ansatz zu verfeinern, bedürfe es noch weiterer Forschung.