COVID-19-Patienten, die eine Sauerstofftherapie erhalten oder Fieber haben, zeigen laut einer neuen Studie ein reduziertes Volumen an grauer Substanz im frontal-temporalen Netzwerk des Gehirns.
Die Forscher fanden heraus, dass ein geringeres Volumen an grauer Substanz in dieser Hirnregion auch sechs Monate nach der Entlassung aus dem Krankenhaus mit einem höheren Grad an Behinderung bei COVID-19-Patienten verbunden war.
Graue Substanz ist für die Verarbeitung von Informationen im Gehirn von entscheidender Bedeutung, und Anomalien der grauen Substanz können die Funktionsweise und Kommunikation von Neuronen beeinflussen.
Die Studie, die in der erscheint Neurobiologie von Stresszeigt an, dass graue Substanz im frontalen Netzwerk eine Kernregion für die Beteiligung des Gehirns an COVID-19 darstellen könnte, selbst über Schäden hinaus, die durch klinische Manifestationen der Krankheit verursacht werden, wie z Schlaganfall.
Die Forscher analysierten Computertomographie-Scans bei 120 neurologischen Patienten, darunter 58 mit akutem COVID-19 und 62 ohne COVID-19, die auf Alter, Geschlecht und Krankheit abgestimmt waren. Die Arbeit wurde gemeinsam mit Enrico Premi und Kollegen an der Universität von Brescia in Italien durchgeführt, die die Daten für die Studie zur Verfügung stellten. Sie verwendeten eine quellenbasierte Morphometrieanalyse, die die statistische Aussagekraft für Studien mit einer moderaten Stichprobengröße erhöht.
„Die Wissenschaft hat gezeigt, dass die Struktur des Gehirns seine Funktion beeinflusst, und abnormale Bildgebung des Gehirns hat sich als Hauptmerkmal von COVID-19 herausgestellt“, sagt Erstautor Kuaikuai Duan, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter am Center for Translational Research in Neuroimaging and Data Science ( TReNDS) und Doktorand an der School of Electrical and Computer Engineering der Georgia Tech.
„Frühere Studien haben untersucht, wie es dem Gehirn geht betroffen von COVID-19 unter Verwendung eines univariaten Ansatzes, aber unser Ansatz ist der erste, der einen multivariaten, datengesteuerten Ansatz verwendet, um diese Änderungen mit spezifischen COVID-19-Merkmalen (z. B. Fieber und Sauerstoffmangel) und dem Ergebnis (Behinderungsgrad) zu verknüpfen. “
Die Analyse zeigte, dass Patienten mit einem höheren Grad an Behinderung bei der Entlassung und sechs Monate später ein geringeres Volumen an grauer Substanz im oberen, mittleren und mittleren Frontalgyri hatten, selbst wenn sie auf zerebrovaskuläre Erkrankungen kontrolliert wurden. Das Volumen der grauen Substanz in dieser Region war bei Patienten, die es erhielten, ebenfalls signifikant verringert Sauerstoff Therapie im Vergleich zu Patienten ohne Sauerstofftherapie. Patienten mit Fieber hatten im Vergleich zu Patienten ohne Fieber eine signifikante Verringerung des Volumens der grauen Substanz im unteren und mittleren temporalen Gyri und im fusiformen Gyrus. Die Ergebnisse legen nahe, dass COVID-19 das frontal-temporale Netzwerk durch Fieber oder Sauerstoffmangel beeinflussen kann.
Bei Patienten mit Erregung war im Vergleich zu Patienten ohne Erregung auch eine verringerte graue Substanz in den oberen, mittleren und mittleren Frontalgyri vorhanden. Dies impliziert, dass Veränderungen der grauen Substanz in der Frontalregion des Gehirns den Stimmungsstörungen zugrunde liegen können, die häufig bei COVID-19-Patienten auftreten.
"Neurologische Komplikationen werden bei Patienten mit COVID-19 zunehmend dokumentiert", sagt der leitende Autor Vince Calhoun, Direktor von TReNDS und Professor für Psychologie, der Termine an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Georgia Tech sowie in Neurologie und Psychiatrie der Emory University innehat .
"Es wurde gezeigt, dass eine Verringerung der grauen Substanz auch bei anderen Stimmungsstörungen wie Schizophrenie vorliegt und wahrscheinlich damit zusammenhängt, wie die graue Substanz die Neuronenfunktion beeinflusst", sagt Calhoun.
Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Änderungen des frontal-temporalen Netzwerks als Biomarker verwendet werden könnten, um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen Prognose von COVID-19 oder bewerten Behandlungsoptionen für die Krankheit.
Als nächstes hoffen die Forscher, die Studie an einer größeren Stichprobe zu wiederholen, die viele Arten von Gehirnscans und verschiedene Populationen von COVID-19-Patienten umfasst.
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