Gyrifizierung und Hirnvolumen bei mono- und dizygoten Zwillingspaaren - Ein Vergleich

Abstract

Viele Studien berichten darüber, dass Gyrifizierung und Hirnvolumina stark genetisch terminiert sind. Ziel dieser Studie ist es, den genetischen Einfluss auf die Gyrifizierung der präfrontalen Hirnregion sowie die Volumina der Präfrontalregion, des Temporallappens, des Kleinhirns und Gesamthirns zu untersuchen. Hierzu wurden kranielle MRT-Bilder von je sechs gesunden monozygoten (MZ) und dizygoten (DZ) Zwillingspaaren sowie nach Alter zusammengefügten, nicht verwandten Paaren verglichen. Es wurde der Gyrifizierungsindex (GI) in der gesamten präfrontalen Hirnregion automatisch (A-GI) und manuell (M-GI) in drei koronaren Schichten bestimmt. Darüber hinaus wurden verschiedene Hirnvolumina (Gesamthirn, Temporallappen, präfrontaler Kortex, Kleinhirn) analysiert. Ähnlichkeiten zwischen monozygoten, dizygoten und nicht verwandten Paaren der errechneten Hirnmorphologien wurden durch absolute Differenzen, Korrelation nach Pearson und Intraklassen-Korrelationskoeffizienten (ICC) ermittelt. Im Ergebnis waren die Mittelwerte der manuell und automatisch ermittelten GI in der präfrontalen Hirnregion bei den MZ Zwillingspaaren nicht signifikant ähnlicher als die der DZ Zwillingspaare. Die ICC der GI ergaben keine höheren Werte bei den MZ gegenüber den DZ Zwillingen. Der Vergleich der beiden Methoden zeigte, dass der Mittelwert des A-GI höher ist als der des M-GI. Die Volumina der gemessenen Hirnregionen ergaben ebenfalls keine signifikant ähnlicheren Werte bei den MZ verglichen mit den DZ Zwillingspaaren. Es fielen keine höheren ICC der Hirnvolumina bei den MZ gegenüber den DZ Zwillingspaaren auf. Der Vergleich der Zwillinge mit den nicht verwandten Paaren zeigte allerdings eine höhere Ähnlichkeit bei verschiedenen Volumenberechnungen und einen Trend zu größerer Ähnlichkeit bei den A-GI-Berechnungen der Zwillinge. Damit ist aufgrund der fehlenden Ähnlichkeiten bei der A-GI- und M-GI-Bestimmung sowie den verschiedenen Hirnvolumenmessungen bei den MZ Zwillingen gegenüber den DZ Zwillingen eine geringere genetische Beeinflussung, als bisher in einigen Studien vorbeschrieben, anzunehmen. Vielmehr scheinen verschiedene Umwelteinflüsse wie intrauterine Faktoren, Lernprozesse im Laufe des Lebens sowie Alterungsprozesse eine bedeutende Rolle bei der Hirnmorphologie des Menschen einzunehmen. Der Vergleich der Zwillinge mit den nicht verwandten Paaren deutet jedoch auch auf eine genetische Komponente hin.