Alzheimer verschont Langzeitgedächtnis für Musik

Max-Planck-Forscher decken anatomische Gründe für Erhalt des Musikgedächtnisses bei Alzheimer-Patienten auf

4. Juni 2015

Im Vergleich zu anderen Teilen des Gedächtnisses bleibt das Langzeit-Musikgedächtnis von Alzheimer-Patienten oftmals erstaunlich lange intakt und funktionsfähig. Die Ursachen dieses Phänomens lagen jedoch bisher im Dunkeln. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig, der Universität Amsterdam und des INSERM Caen haben mit einer neuen Studie nun erstmals das Musikgedächtnis lokalisiert und gezeigt, dass dieses Gehirnareal während der fortschreitenden Degenerierung des Gehirns bei Alzheimer-Patienten weitgehend erhalten bleibt.

original
Die Region für das Musikgedächtnis (oben: rot, sonst weiß umrandet) im Vergleich mit übrigen Hirngebieten eines Alzheimer-Patienten: Gebiete mit maximalem Nervenzellverlust (2. Reihe v. oben), Rückgang des Stoffwechsel (3. Reihe v. oben) und Amyloid-Proteinablagerungen (unterste Reihe) sind rot, Gebiete mit minimalen Veränderungen sind violett dargestellt (in der linken und rechten Spalte ist die linke Gehirnhälfte jeweils aus unterschiedlicher Perspektive gezeigt).

Überraschenderweise verschont Alzheimer häufig das langzeitliche Musikgedächtnis weitgehend. In der Praxis nutzen Betreuer und Therapeuten diesen Umstand und aktivieren ihre Patienten mit Musik. Mit Hilfe der Musik gelingt es den Betroffenen oft, an Gedächtnisinhalte wieder anzuknüpfen, Emotionen und Eindrücke zu beleben. Manchmal können sie Liedzeilen mitsingen, obwohl ihnen das Sprechen sonst nahezu unmöglich geworden ist.

Wissenschaftlich ist dieses Phänomen jedoch bisher weitgehend unerforscht. „Dies ist die erste neurowissenschaftliche Studie, die eine anatomische Erklärung für den Erhalt des Musikgedächtnisses liefert“, erklärt Jörn-Henrik Jacobsen, Wissenschaftler am Leipziger Max-Planck-Institut und der Universität Amsterdam.

Um dem Geheimnis näher zu kommen haben die Forscher mit Hilfe von funktionellen Ultrahochfeld-Magnetresonanzmessungen zunächst die Hirnareale für das Langzeit-Musikgedächtnis im Gehirn lokalisiert. Hierfür ermittelten sie  aus den Top 10 der deutschen Media-Control-Chartlisten von 1977-2007, aus Kinderliedern, Oldies und bekannten Klassikstücken in einem Verhaltensexperiment einen Satz von Song-Stimuli. Dadurch wollten sie lang bekannte Melodien für die Studienteilnehmer identifizieren. „Musikerfahrung und damit auch das persönliche Musikgedächtnis sind ja weitgehend sozial und kulturell geprägt. Somit war es wichtig, die Auswahl nicht subjektiv zu treffen, sondern eine Gruppe entscheiden zu lassen“, erklärt Jacobsen. Die ausgewählten Songausschnitte mit hohem Bekanntheitsgrad wurden mit völlig unbekannten, aber charakteristisch ähnlichen Musikstücken zu Dreiergruppen kombiniert.

Während der MRT-Messungen hörten die Probanden Musik-Dreiergruppen, die aus einem lange bekannten Song, aus einem kurz zuvor schon einmal gehörten Lied und einer ihnen völlig unbekannten Melodie bestanden. Nach den Messungen wurden die Daten mit Hilfe von statistischen Mustererkennungsverfahren ausgewertet. Die Wissenschaftler konnten nun anhand der unterschiedlich aktiven Gehirnareale entschlüsseln, welche der drei Kategorien (lang-, kurz-, nichtbekannt) gerade vom Studienteilnehmer gehört wurde. Für die Langzeit-Musikerinnerung konnten die Forscher so ein Gebiet in der sogenannten supplementär-motorischen Hirnrinde identifizieren – einen Bereich, der bei Bewegungen eine Rolle spielt. „Unsere Studie zeigt, dass nicht wie bisher vermutet die Temporallappen der Großhirnrinde essentiell sind für die Musikerinnerung, sondern vielmehr Bereiche, die mit komplexen motorischen Abläufen assoziiert sind“, erklärt Jacobsen.

In einem zweiten Schritt verglichen die Wissenschaftler die für die musikalische Erinnerung relevanten Regionen aus der gesunden Gruppe mit anatomischen Befunden aus einer Studie mit Alzheimer-Patienten. Sie untersuchten dabei drei wichtige Merkmale für diese Erkrankung: den Verlust von Nervenzellen, den verminderten Stoffwechsel und Ablagerungen des Amyloid-Proteins in betroffenen Gehirnregionen.

Tatsächlich verliert bei den Alzheimer-Patienten das Gehirnareal, das zuvor als Langzeit-Musikgedächnis-Gebiet lokalisiert worden war, weniger Nervenzellen als das übrige Gehirn. Auch der Stoffwechsel sinkt nicht so stark ab. Das Ausmaß der Amyloidablagerungen ist ähnlich wie in anderen Gehirngebieten, führt aber nicht zu den sonst damit einhergehenden weiteren Entwicklungsstufen der Krankheit. Die Gehirnregionen des Langzeit-Musikgedächtnisses gehören damit zu den Arealen, welche bei Alzheimer-Patienten häufig am geringsten vom Nervenzellverlust und den typischen Stoffwechselstörungen betroffen sind.

Die Ergebnisse der Untersuchungen deuten also daraufhin, dass das Langzeit-Musikgedächtnis bei Alzheimer-Patienten im Vergleich zum Kurzzeitgedächtnis, dem autobiografischen Langzeitgedächtnis oder Sprache besser erhalten bleibt. Deshalb funktioniert es möglicherweise auch in späteren Stadien der Krankheit noch weitestgehend. „Außerdem unterstützt dieser Befund eine Vermutung, die bereits im Zusammenhang mit anderen Studien angestellt wurde. Hier hatte man eine erhöhte Netzwerkverbindung zwischen dem vorderen Gyrus cinguli und anderen Knotenpunkten bei Alzheimer-Patienten beobachtet. Das legt nahe, dass diesem Gehirnbereich überdies noch spezielle kompensatorische Funktionen bei fortschreitender Krankheit zukommen“, erklärt Jacobsen die Bedeutung der Ergebnisse.

Mit ihren Untersuchungen wollen die Wissenschaftler der Forschung zu den bisher wenig verstandenen Wirkmechanismen der langerhaltenen Musikerinnerung bei Alzheimer-Patienten neue Impulse geben. „Denn erst ein fundiertes Verständnis der komplexen Zusammenhänge“, meint Wissenschaftler Jacobsen, „könnte in Zukunft eine wirkliche therapeutische Nutzung von Musik bei der Patientenbetreuung ermöglichen.“

KP/HR

Zur Redakteursansicht