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ADHS-Diagnose an der Netzhaut: retinale Ganglienzellen als Außenstelle des Gehirns

„Ob der Philipp heute still wohl bei Tische sitzen will? [...] Er schaukelt gar zu wild, bis der Stuhl nach hinten fällt.“ Schon 1845 beschrieb Heinrich Hoffmann in der Geschichte vom Zappel-Philipp Verhaltensweisen, die typisch für das Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätssyndrom (ADHS) sind. Jedoch ist diese Störung als Krankheitsbild nicht klar umrissen, sondern erstmal nur eine Sammlung von Symptomen. Der Leiter der Sektion für Experimentelle Neuropsychiatrie Prof. Dr. Ludger Tebartz van Elst hat am Universitätsklinikum Freiburg mit Dr. Emanuel Bubl und Prof. Dr. Michael Bach von der Klinik für Augenheilkunde eine Methode gefunden, wie man durch einen objektiven physiologischen Marker dem psychischen Phänomen ADHS diagnostisch näher kommt. Die Forscher messen dafür die Zellaktivität der Netzhaut im Auge.

Da ist nichts mehr, was ihn hält: Hatte schon der Zappel-Philipp eine ausgeprägte Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS)? © Heinrich Hoffmann (1809-1894)

Durch reine Beobachtung würde man dem Zappel-Philipp auch heute eine Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) zuschreiben, dem Hans Guck-in-die-Luft eher eine Aufmerksamkeitsstörung ohne Hyperaktivität (ADS). ADHS ist ein multifaktoriell bedingtes Störungsbild, dessen neuronale Organisation noch recht unbekannt ist. Die Symptome sind äußerst vielgestaltig wie Konzentrationsschwäche, Unaufmerksamkeit, leichte Ablenkbarkeit, motorische Überaktivität, Impulsivität und Reizbarkeit. ADHS ist mit sechs bis zehn Prozent eine der häufigsten Störungen im Kindes- und Jugendalter, Jungen sind zwei- bis viermal mehr betroffen. Genetische Ursachen scheinen dabei bedeutsamer zu sein als Erziehung. Bei einem Drittel der diagnostizierten Kinder besteht ADHS im Erwachsenenalter weiter fort. Bei ihnen ist das Kernsymptom die Unaufmerksamkeit, die motorische Unruhe ist meist geringer. „Erwachsene mit ADHS haben eine ausgeprägte innere Unruhe, viele passen sich an, indem sie extrem viel Sport machen", sagt Prof. Dr. Ludger Tebartz van Elst von der Experimentellen Neuropsychiatrie am Universitätsklinikum Freiburg.

Glossar

  • Ein Gen ist ein Teil der Erbinformation, der für die Ausprägung eines Merkmals verantwortlich ist. Es handelt sich hierbei um einen Abschnitt auf der DNA, der die genetische Information zur Synthese eines Proteins oder einer funktionellen RNA (z. B. tRNA) enthält.
  • Neuron ist der Fachausdruck für Nervenzelle. Diese besteht aus einem Zellkörper, einem Axon und Dendriten.
  • kb ist die Abkürzung für Kilobase. Diese Einheit für die Länge von DNA- oder RNA-Molekülen entspricht 1.000 Basen bzw. Basenpaaren der Nukleinsäure.
  • Physiologie ist die Lehre von den biochemischen und physikalischen Vorgängen in Zellen, Geweben und Organen der Lebewesen.
  • Dopamin ist ein Neurotransmitter (chemischer Botenstoff der Nervenzellen) des Gehirns und gehört chemisch gesehen zu der Gruppe der Katecholamine. Ausgehend vom Mittelhirn versorgen dopaminerge Neuronen viele Gehirnbereiche. Dopamin ist daher ein Neurotransmitter, der für viele essentielle Gehirnfunktionen wie zum Beispiel für die Kontrolle der Motorik und für die Verstärkung positiver Verhaltensweisen notwendig ist.
  • Die Parkinson-Krankheit (auch: Morbus Parkinson) ist eine langsam fortschreitende degenerative Erkrankung des Gehirns. Ausgelöst wird sie durch das Absterben von Dopamin ausschüttenden Nervenzellen im Gehirn. Dadurch kommt es zu einem Mangel an Dopamin und zu einer verminderten Aktivität der sog. Basalganglien, die wichtig für die Kontrolle der Motorik sind. Die fortschreitende Störung der Motorik äußert sich in den typischen Parkinson-Symptomen Muskelstarre, Muskelzittern Bewegungsarmut, sowie Haltungsinstabilität.
  • Epilepsien sind Funktionsstörungen des Gehirns, bei denen es zu spontanen, unkontrollierten Entladungen der Nervenzellen kommt. Kontrollieren diese Nervenzellen Muskelkontraktionen, kommt es zu Krämpfe und damit zu unkoordinierten, schnellen Bewegungen, die der Epilepsiekranke nicht steuern kann. Sind Nervenzellen betroffen, die für das Denken und Bewusstsein eine Rolle spielen, verliert ein Betroffener bei einem Anfall das Bewusstein.

Krankheit oder Persönlichkeit?

Der Frankfurter Art Heinrich Hoffmann beschrieb im Han Guck-in-die-Luft dieselben Symptome, die eine Aufmerksamkeitsstörung charakterisieren. © Heinrich Hoffmann (1809-1894)

Bei der Diagnose von ADHS ist ein Psychiater auf den Selbstbericht des Patienten angewiesen, daher ergeben sich im psychiatrischen Gutachten die wesentlichen Symptome aus Befragungen. Das ist nicht einfach, wenn ein Arzt nur kurz Kontakt mit dem Patienten hat. Jedoch ist die klinische Diagnose die Voraussetzung für eine Therapie. Anhaltspunkte für die Diagnose ADHS können ein eingeschränktes Arbeitsgedächtnis, eine Aversion gegenüber Belohnungsaufschub oder eine geringe Anstrengungsbereitschaft bezüglich angestrebter Ziele sein. Ist die Abgrenzung zu medizinischen Ursachen wie beispielsweise Epilepsie erfolgt, muss auch von ähnlichen Symptomen durch eine noch normale Störung des Sozialverhaltens durch Konflikte unterschieden werden. Ein wichtiges Kriterium für ADHS ist neben dem stabilen Anhalten der Symptome von frühester Kindheit an auch eine deutliche alltägliche Beeinträchtigung für die Betroffenen. Die Beurteilung ist schwierig, denn vergleichbare Symptome können auch durch Überforderung normal begabter aber gestresster Kinder entstehen. Das kann man nicht uneingeschränkt Krankheit nennen. „Es ist dann eigentlich ein Syndrom", so Tebartz van Elst, „ein Stärke-Schwäche-Profil, was mit der Biologie zu tun hat." Erschwerend kommt die dynamische Bewertung durch die Gesellschaft hinzu. „In unserer Gesellschaft gilt etwas anderes als angepasst als noch vor 100 Jahren im Wilden Westen", meint der Wissenschaftler, „die Gesellschaft entscheidet, was krank ist. Die Grenzen sind fließend und werden moralisch mitdefiniert."

Objektivität ist wünschenswert

Experten weisen seit langem auf Wissenslücken bezüglich einer adäquaten Diagnostik von ADHS hin. Da keine objektiven Messmethoden für psychische Erkrankungen wie Schizophrenie, Depression und ADHS existieren, wird die Diagnose oft angezweifelt. „Wir hätten gerne objektive Marker für unsere Krankheiten in der Psychiatrie", meint Tebartz van Elst, „wo die mentale Welt bisher nur kommunikativ erschließbar ist." Oft genug lässt sich darüber streiten, ab wann eine ADHS vorliegt. Bereits früher hat der Freiburger Psychiater mit seinen Kollegen Dr. Emanuel Bubl und dem Sehforscher Prof. Dr. Michael Bach das Kontrastsehen bei Depressiven untersucht und festgestellt, dass diese deutlich schlechter Kontraste wahrnehmen. Als die Forscher dies publizieren wollten, wurde die Objektivität der Ergebnisse kritisiert. „Wir haben dann eine objektive Methode gesucht, um ein Aufmerksamkeitsphänomen auszuschließen", erzählt Tebartz van Elst, „und das Elektroretinogramm gewählt." Beim Elektroretinogramm (ERG) wird über eine kleine Fadenelektrode im Unterlid des Auges die Aktivität der Netzhautzellen gemessen. Bekannt war, dass die elektrische Aktivität im neuronalen Netzwerk der Retina bei Menschen mit ADHS erhöht ist. Probanden mit und ohne ADHS wurde auf einem Bildschirm ein Schachbrettmuster gezeigt, bei dem die hellen und dunklen Quadrate rasch wechselten. Die Ganglienzellen in der Netzhaut (Retina) reagieren sehr stark auf diesen Kontrastwechsel in Form einer Sinuswelle, was die Forscher elektrophysiologisch messen konnten. Die Ganglienzellen in der Netzhaut gehören entwicklungsbiologisch zum Gehirn, sind also echte Neuronen, die ausgelagert und nach vorn verschoben wurden. „Das ist sozusagen eine Außenstation des Gehirns, die man neurophysiologisch untersuchen kann", erläutert Tebartz van Elst.

Antwort der Retina bei ADHS-Patienten verrauschter

Mit dem ERG hat er eine objektive Methode, ADHS identifizieren zu können: Arzt und Psychiater Prof. Dr. Ludger Tebartz van Elst. © Prof. Dr. Ludger Tebartz van Elst, Uniklinik Freiburg

Bei Parkinson und Depression wurde diese Methode schon erfolgreich angewandt. Man fand heraus, dass die Stärke des Antwortsignals der retinalen Ganglienzellen im Vergleich zu Gesunden deutlich geringer war. Bei ADHS-Patienten schauten die Wissenschaftler indes erstmals auf ein anderes Signal, da in der Amplitude kein Unterschied zu Gesunden existierte. Hier stellten sie fest, dass das retinale Antwortsignal deutlich verrauschter ankam, als es beim Stimulus losgeschickt wurde. Es wird also die Abbildungsgenauigkeit der Frequenz im Vergleich zur gegebenen Stimulus-Frequenz analysiert. „Wenn das Schachbrett-Muster 12-mal pro Sekunde die Farben wechselt, haben wir normalerweise als Antwort eine 12-Hertz-Sinuswelle", so Tebartz van Elst. Der 12-Hertz-Stimulus hat sich in den Zellen der Gesunden also in das gemessene Signal einer 12-Hertz-Antwort übersetzt. „Bei den Probanden mit ADHS kommt der sensorische Reiz schon auf Netzhautebene mit mehr 11- und 13-Hertz-Antworten an", sagt er. Oder anders: Die Antwortpräzision der Netzhaut ist nicht so gut wie bei den gesunden Probanden, sie ist verrauschter. Auf der Suche nach einer Erklärung für das Phänomen gibt es noch viele Fragen. Klar ist schon jetzt, dass die quervernetzenden Amakrinzellen zwischen den Ganglienzellen stark dopaminerg moduliert sind und in ihrer Aktivität mit dem zentralen dopaminergen System im Gehirn mitschwingen. „Die dopaminergen Zellen sind die verantwortlichen Konzertmeister des lokalen Netzwerkes", weiß Tebartz van Elst, „und genau bei der Konzertierung liegt wahrscheinlich das Problem." Ein Indiz dafür ist, dass Dopaminmangel zur Verstärkung des Rauschens führt. Als nächstes soll getestet werden, ob Ritalin, das bei ADHS eingesetzt wird und den Dopaminspiegel hoch hält, wieder ein präziseres Antwortsignal in der Netzhaut zur Folge hat. In jedem Fall wäre das Schachbrett-Muster-ERG bei der Diagnosestellung und als Therapiebegleiter bei ADHS ein nützliches Untersuchungswerkzeug, das leicht einsetzbar wäre. Denn mit diesem Signal hätte man einen Marker der Informationsverarbeitung im retinalen Netzwerk. „Es wäre ein objektives Instrument, was die Dimension der ADHS-Struktur abbildet wie ein Zollstock die Größe", betont Tebartz van Elst. Alle dopaminerg wirkenden Medikamente ließen sich anhand dieses Signals überprüfen.

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