Das Auge als Fenster zum Gehirn

26.09.2016

Das Auge enthält den einzigen optisch zugänglichen Teil des Gehirns: die Retina mit Gefäßen und dem Eintritt des Sehnerven. Bei vielen neurologischen Erkrankungen lassen sich Veränderungen am Auge feststellen, die mit entsprechenden Hirnveränderungen korrelieren. Prominentestes Beispiel ist die Multiple Sklerose. Eine genaue Analyse spezifischer Augenbewegungen und Sehfunktionen erlaubt zudem gezielte Rückschlüsse auf die dafür verantwortliche Schädigung im Gehirn, ihre Lokalisation und auch die begleitenden kognitiven Störungen. Auf dem 89. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Neurologie (DGN) in Mannheim werden neue Erkenntnisse aus der Neuroophthalmologie präsentiert. 

Bild: Nahaufnahme eines Auges; Copyright: Panthermedia.net/fotomt

Bei vielen neurologischen Erkrankungen lassen sich Veränderungen am Auge feststellen, die mit entsprechenden Hirnveränderungen korrelieren; © Panthermedia.net/fotomt

"Mit modernen bildgebenden Verfahren lassen sich sowohl vaskuläre als auch neuronale Veränderungen der Retina, die Teil des Zentralen Nervensystems ist, darstellen und analysieren", sagt Prof. Tjalf Ziemssen, Neurologe mit ophthalmologischen Wurzeln am Universitätsklinikum Dresden. "Viele neurologische Erkrankungen können wir damit heute am Auge ablesen." Die in den letzten Jahren methodisch enorm verbesserte optische Kohärenztomographie (OCT) ist wesentlich aussagekräftiger als eine konventionelle Ophthalmoskopie: Man kann alle zehn Retinaschichten in mikroskopischer Auflösung darstellen und in wenigen Sekunden abscannen.

Die gemessenen Veränderungen korrelieren erstaunlich gut mit degenerativen Hirnveränderungen bei chronischen neurologischen Erkrankungen: z.B. die Dicke der retinalen Faserschicht (RNFL) mit dem Hirnvolumen, die Dicke der inneren Körnerschicht (INL) mit dem Volumen aller in der Kernspintomographie (MRT) dargestellten T2-hyperintensen Entzündungsherde und die Dicke der äußeren Körnerschicht (ONL) mit der fortschreitenden Neurodegeneration bei Multipler Sklerose (MS). Diese Erkenntnisse konnten in der letzten Zeit auch auf andere neurologische Erkrankungen übertragen werden, z.B. gibt es Veränderungen der RNFL bei der Alzheimer-Demenz oder Veränderungen der ONL und der Dicke der Ganglionzellschicht bei Parkinson-Patienten.

Herausragende Bedeutung hat die Retinadiagnostik bereits jetzt bei der Multiplen Sklerose. Mittels OCT können degenerative Veränderungen der Retina in der Folge von Optikusneuritiden, aber auch unabhängig hiervon nachgewiesen werden. Mit rezenten Post-Prozessierungsverfahren können zudem nicht nur die retinale Nervenfaserschicht, sondern auch tiefergelegene neuronale Schichten der Netzhaut reliabel vermessen werden. Hierdurch können beispielsweise axonale von neuronalen Degenerationen (Atrophie) getrennt prozessiert und mit MRT-Parametern zur Atrophie (z.B. graue Substanz) korreliert werden. "Das visuelle System ist somit ideal, um den Prozess der Neurodegeneration, Neuroprotektion oder sogar Neuroregeneration zu evaluieren und darzustellen, zumal man Struktur und Funktion parallel erfassen und analysieren kann", fasst Ziemssen zusammen und ergänzt: "Die Möglichkeit, neuroregenerative Prozesse anhand der unterschiedlichen Untersuchungsverfahren des optischen Systems darstellen zu können, haben wir schon mehrfach in klinischen Studien zur Evaluation neuer Medikamente genutzt."

Ein weiteres nicht-invasives Untersuchungsverfahren der Netzhaut ist die retinale Gefäßanalyse. Mit einer speziellen Funduskamera lassen sich Arterien- und Venendurchmesser in realtime zuverlässig darstellen und in ihren Durchmesserveränderungen verfolgen, so dass der funktionelle Status der retinalen Mikrogefäße beurteilt werden kann. "Uns gelang es kürzlich, beim metabolischen Syndrom im Frühstadium Auffälligkeiten der retinalen Mikrozirkulation darzustellen", sagt Ziemssen. "Darüber hinaus konnten wir durch unterschiedliche endothelschädigende Medikamente bzw. Stoffwechselprodukte eine Modulation der arteriellen und venösen Gefäßfunktionen der Retina nachweisen. Auch eine Subtypisierung zwischen mikro- und makrovaskulären Schlaganfällen war uns mittels dynamischer Gefäßanalyse möglich."

Im Rahmen der Erforschung der zerebralen Steuerung von Augenbewegungen und Sehfunktionen wird seit über 20 Jahren das Auge immer wieder als ein "Fenster zum Gehirn" bezeichnet. Eine genaue Analyse spezifischer okulomotorischer Funktionen erlaubt gezielte Rückschlüsse auf die dafür verantwortliche Schädigung im Gehirn, ihre Lokalisation in Hirnrinde, Basalganglien, Hirnstamm oder Kleinhirn sowie auf die begleitenden kognitiven Störungen. "Je mehr Einblicke wir in die Zusammenhänge zwischen Augenbewegungen und der Funktionsweise unseres Gehirns gewinnen, desto besser können wir neurologische Erkrankungen erkennen und lokalisieren sowie Behandlungserfolge kontrollieren", sagt Prof. Wolfgang Heide, Sprecher der Kommission Neuroophthalmologie/Neurootologie der DGN. Sakkaden- oder Augenfolgebewegungs- Paradigmata untersuchen die Okulomotorik in einem spezifischen Verhaltenskontext und lassen damit Rückschlüsse auf beteiligte kognitive Funktionen und deren Defizite zu – wie räumliche Orientierung, visuelle Aufmerksamkeit, räumliches Arbeitsgedächtnis, Generierung motorischer Sequenzen, Inhibition nicht erwünschter motorischer Reaktionen oder Entscheidungsfindung. Störungen der letztgenannten Funktionen konnten aktuell mittels spezifischer Sakkaden-Testung bei Parkinson-Patienten identifiziert werden.

Durch Analyse der Augenbewegungen bei der visuellen Suche ließen sich tiefgreifende höhere Hirnleistungsstörungen mit Einfluss auf das krankhafte Raumorientierungsverhalten bei Patienten mit visuellem Neglect-Syndrom näher spezifizieren. Mit Hilfe des Doppel-Sakkaden-Paradigmas ("double-step saccades") konnte eine gravierende Störung der Raumkonstanz-Wahrnehmung bei Patienten mit hinteren Parietallappen-Läsionen entdeckt werden. Aktuelle Publikationen geben Einblicke in basale Hirnfunktionen, zum Beispiel die Rolle des Kleinhirns bei der Sakkaden-Adaptation, die neurale Mechanismen motorischen Lernens widerspiegelt. Viele dieser Erkenntnisse können heute klinisch genutzt werden. Beispielsweise lassen sich manche Hirnstammerkrankungen aufgrund der Störungsmuster von Augenbewegungen genauer lokalisieren als mit dem MRT.

MEDICA.de; Quelle: Deutsche Gesellschaft für Neurologie e.V. (DGN)
Mehr über die DGN unter: www.dgn.org