Das WIN-Kolleg

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Hintergrund
Dieses Projekt untersucht, inwieweit sich funktionelle, biochemische und struktu-
relle Merkmale des Gehirns über die Lebensspanne verändern. Aufgrund der zentra-
len Bedeutung von altersabhängigen Veränderungen der Gedächtnisleistung stehen
neuronale Veränderungen insbesondere des präfrontalen Kortex (Kurzzeit- bzw.
Arbeitsgedächtnis) sowie des Hippokampus (episodisches Langzeitgedächtnis) im
Vordergrund. Dabei wird ein multimethodaler Ansatz verfolgt, welcher magnetreso-
nanztomografische Verfahren (funktionelle Magnetresonanztomografie, fMRT;
Magnetresonanzspektroskopie, MRS) sowie eine umfangreiche Phäno- und Geno-
typisierung der Probanden beinhaltet. Im Berichtszeitraum wurden insbesondere
genetische Einflüsse auf altersbezogene neuronale Veränderungen analysiert. Zu die-
sem Zweck wurden in einem Querschnittsdesign gesunde Probanden in drei Alters-
segmenten (20-39, 40-59 und 60-80+ Lebensjahre) untersucht.
Zwillingsstudien haben gezeigt, dass bis zu 30% der Varianz in der kognitiven
Leistungsfähigkeit durch die Heritabilität erklärt werden kann (Bouchard et al.,
2003). Dennoch wurden bisher nur wenige Gene in Bezug auf altersassoziierte
kognitive Leistungsveränderungen untersucht. Unter diesen wenigen Genen ergab
sich für die Apolipoprotein E4 (APOE4)-Variante die eindeutigste Befimdlage
(Schiepers et al., 2011). Ein anderes Gen, dessen Mutation in Zusammenhang mit
neuropsychiatrischen Erkrankungen wie Autismus (Weiss, et al., 2003) und Epilep-
sie, insbesondere dem Dravet-Syndrom (Escayg and Goldin, 2010) genannt wird, ist
die SCNiA-Variante rs 10930201.
SCN1A ist ein hoch konserviertes Gen, welches für die zentrale Untereinheit
des Natriumkanals kodiert. Natriumkanäle sind essentiell für die Bildung und Wei-
terleitung von Aktionspotentialen. Für einige mit SCNIA assoziierte Erkrankungen
wurde eine Vielzahl von kognitiven Defiziten nachgewiesen. Des Weiteren wurde
kürzlich in einer genomweiten Analyse berichtet, dass das C-Allel der SCNIA-Vari-
ante rsl0930201 mit einer schlechteren Gedächtnisleistung sowohl bei jüngeren als
auch älteren Personen verbunden ist. In dieser Studie wurden auch Unterschiede in
der neuronalen Aktivierung während einer Arbeitsgedächtnisaufgabe in Abhängig-
keit vom Genotypen beobachtet (Papassotiropoulos et al., 2011).
Vor diesem Hintergrund untersuchten wir den rs 10930201-Genotyp auf
Zusammenhänge mit altersassoziierten mnestischen Leistungsveränderungen sowie
strukturellen, funktionellen und metabolischen Veränderungen im Gehirn. Bei der
funktionellen Untersuchung lag der Fokus insbesondere auf solchen Hirnregionen,
für die bereits altersabhängige Aktivierungsunterschiede beschrieben wurden, wie
frontale Regionen und dem posterioren Cingulären Cortex (PCC).
Ergebnisse aus der strukturellen MRT
In den strukturellen Analysen wurde ein Haupteffekt des Genotypen in drei Gehirn-
regionen gefunden: In einer Region, welche die rechte Insel sowie den rechten infe-
rioren frontalen Cortex (IFC; P<0.001, (FWE) cluster corrected) umfasst, in der
rechten posterioren Insel (P=0.018, FWE cluster corrected) und im linken mittleren