Zusammenfassung: Eine neue Studie identifizierte Marker in Augenscans, die das Vorliegen einer Parkinson-Krankheit durchschnittlich sieben Jahre vor dem klinischen Auftreten erkennen können. Diese Forschung, die größte ihrer Art, nutzte künstliche Intelligenz, um die Bildgebung der Netzhaut zu analysieren und diese Frühindikatoren für Parkinson aufzudecken.
Das innovative Gebiet der „Okulomik“ hat bereits zuvor mithilfe von Augenscans Anzeichen verschiedener neurodegenerativer Erkrankungen aufgedeckt. Diese Entwicklung lässt auf eine frühzeitige Intervention und Prävention der schwächenden Krankheit hoffen.
Wichtige Fakten:
- Mithilfe der Netzhautbildgebung konnten Marker der Parkinson-Krankheit sieben Jahre vor den klinischen Symptomen nachgewiesen werden.
- Die Studie nutzte KI zur Analyse des AlzEye-Datensatzes und bestätigte die Ergebnisse mit der britischen Biobank-Datenbank.
- Mit dieser „Oculomics“-Technik wurden bereits frühe Anzeichen von Alzheimer, Multipler Sklerose und Schizophrenie identifiziert.
Quelle: UCL
Ein Forschungsteam des UCL und des Moorfields Eye Hospital hat Marker identifiziert, die durchschnittlich sieben Jahre vor dem klinischen Auftreten auf das Vorliegen der Parkinson-Krankheit bei Patienten hinweisen.
Dies ist das erste Mal, dass jemand diese Ergebnisse mehrere Jahre vor der Diagnose gezeigt hat, und diese Ergebnisse wurden durch die bisher größte Studie zur Netzhautbildgebung bei der Parkinson-Krankheit ermöglicht.
Die heute veröffentlichte Studie in Neurologie, identifizierte Parkinson-Marker in Augenscans mithilfe künstlicher Intelligenz (KI).
Die Analyse des AlzEye-Datensatzes wurde unter Verwendung der breiteren britischen Biobank-Datenbank (gesunde Freiwillige) wiederholt, die die Entdeckungen replizierte.
Die Verwendung dieser beiden großen, aussagekräftigen Datensätze hat es dem Team ermöglicht, diese subtilen Marker zu identifizieren, obwohl die Parkinson-Krankheit eine relativ geringe Prävalenz aufweist (0,1–0,2 % der Bevölkerung). Die Generierung des AlzEye-Datensatzes wurde durch INSIGHT ermöglicht, die weltweit größte Datenbank für Netzhautbilder und zugehörige klinische Daten.
Die Verwendung von Daten aus Augenscans hat in einem aufstrebenden und spannenden Forschungsgebiet namens „Oculomics“ bereits Anzeichen anderer neurodegenerativer Erkrankungen aufgedeckt, darunter Alzheimer, Multiple Sklerose und neuerdings auch Schizophrenie.
Auch Augenscans und Augendaten konnten eine Neigung zu Bluthochdruck aufdecken; Herz-Kreislauf-Erkrankungen einschließlich Schlaganfällen; und Diabetes.
Ärzte wissen seit langem, dass das Auge als „Fenster“ zum Rest des Körpers fungieren und einen direkten Einblick in viele Aspekte unserer Gesundheit ermöglichen kann.
Hochauflösende Bilder der Netzhaut sind mittlerweile ein routinemäßiger Bestandteil der Augenheilkunde – insbesondere eine Art 3D-Scan, die sogenannte „optische Kohärenztomographie“ (OCT), die in Augenkliniken und Optikergeschäften weit verbreitet ist. In weniger als einer Minute erstellt ein OCT-Scan einen Querschnitt der Netzhaut (des Augenhintergrunds) mit unglaublicher Detailgenauigkeit – bis auf einen Tausendstel Millimeter.
Diese Bilder sind äußerst nützlich für die Überwachung der Augengesundheit, ihr Wert geht jedoch noch viel weiter, da ein Scan der Netzhaut die einzige nichtinvasive Möglichkeit ist, Zellschichten unter der Hautoberfläche zu betrachten.
In den letzten Jahren haben Forscher damit begonnen, leistungsstarke Computer zu verwenden, um eine große Anzahl von OCTs und anderen Augenbildern in einem Bruchteil der Zeit, die ein Mensch dafür benötigen würde, genau zu analysieren.
Mithilfe einer Art von KI, die als „maschinelles Lernen“ bekannt ist, sind Computer nun in der Lage, allein aus diesen Bildern verborgene Informationen über den gesamten Körper aufzudecken. Bei der Okulomik geht es darum, dieses neue Potenzial zu nutzen.
Der Hauptautor Dr. Siegfried Wagner (UCL Institute of Ophthalmology und Moorfields Eye Hospital), der auch Hauptforscher mehrerer anderer AlzEye-Studien ist, sagte: „Ich bin immer wieder erstaunt darüber, was wir durch Augenscans entdecken können.“ Obwohl wir noch nicht vorhersagen können, ob eine Person an Parkinson erkrankt, hoffen wir, dass diese Methode bald zu einem Vor-Screening-Instrument für Menschen mit Krankheitsrisiko werden könnte.
„Das Erkennen von Anzeichen einer Reihe von Krankheiten, bevor Symptome auftreten, bedeutet, dass Menschen in Zukunft die Zeit haben könnten, ihren Lebensstil zu ändern, um das Auftreten bestimmter Erkrankungen zu verhindern, und Ärzte könnten den Ausbruch und die Auswirkungen lebensverändernder neurodegenerativer Erkrankungen verzögern.“
Diese Arbeit umfasste eine Zusammenarbeit zwischen den biomedizinischen Forschungszentren des NIHR (National Institute of Health and Social Care) am Moorfields Eye Hospital, dem University Hospital Birmingham, dem Great Ormond Street Hospital (GOSH), dem Oxford University Hospital, dem University College Hospital London und dem UCL Great Ormond Straßeninstitut für Kindergesundheit. Umfang und Qualität der Forschung wurden durch diese außergewöhnlichen NHS-Forschungspartnerschaften maximiert.
Professor Alastair Denniston, beratender Augenarzt am University Hospitals Birmingham, Professor an der University of Birmingham und Teil des NIHR Moorfields BRC, sagte: „Diese Arbeit zeigt das Potenzial von Augendaten, die von der Technologie genutzt werden, um Anzeichen und Veränderungen zu erkennen, die für den Menschen zu subtil sind.“ sehen. Wir können jetzt sehr frühe Anzeichen von Parkinson erkennen, was neue Behandlungsmöglichkeiten eröffnet.“
Miss Louisa Wickham, medizinische Direktorin von Moorfields, erklärte: „Die zunehmende Bildgebung in einer breiteren Bevölkerung wird in Zukunft enorme Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit haben und letztendlich zu prädiktiven Analysen führen. Für diesen Zweck sind OCT-Scans skalierbarer, nicht-invasiver, kostengünstiger und schneller als Gehirnscans.“
Weitere technische und Hintergrundinformationen zur Studie
Die Parkinson-Krankheit ist eine fortschreitende neurologische Erkrankung, die durch einen Rückgang des Dopaminspiegels gekennzeichnet ist. Bei der Obduktion von Patienten mit Parkinson-Krankheit wurden Unterschiede in der INL (innere Kernschicht) der Netzhaut festgestellt.
Frühere Studien mit OCT-Scans haben potenzielle morphologische Anomalien im Zusammenhang mit der Krankheit festgestellt, jedoch mit Inkonsistenzen.
Diese Studie bestätigte frühere Berichte über eine deutlich dünnere GCIPL (Ganglienzelle – innere plexiforme Schicht) und fand erstmals eine dünnere INL. Es wurde außerdem festgestellt, dass eine verringerte Dicke dieser Schichten mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung der Parkinson-Krankheit verbunden war, das über das durch andere Faktoren oder Komorbiditäten bedingte Risiko hinausging.
Zukünftige Studien sind erforderlich, um festzustellen, ob das Fortschreiten der GCIPL-Atrophie durch Gehirnveränderungen bei der Parkinson-Krankheit verursacht wird oder ob eine INL-Ausdünnung der GCIPL-Atrophie vorausgeht. Dies zu untersuchen könnte helfen, den Mechanismus zu erklären und festzustellen, ob die Bildgebung der Netzhaut die Diagnose, Prognose und komplexe Behandlung von Patienten mit Parkinson-Krankheit unterstützen könnte.
Der Studie lagen auch keine detaillierten klinischen Informationen über den Parkinson-Krankheitsstatus der Patienten vor (genaues Diagnosedatum, Behandlungsmuster und aktuelle Therapie), die einen Zusammenhang zwischen Netzhautveränderungen und Krankheitsdauer oder -fortschritt haben könnten.
Über diese Neuigkeiten aus der visuellen Neurowissenschaft und der Parkinson-Krankheitsforschung
Autor: Chris Lane
Quelle: UCL
Kontakt: Chris Lane – UCL
Bild: Das Bild stammt von Neuroscience News
Ursprüngliche Forschung: Die Ergebnisse werden in erscheinen Neurologie