Demenzerkrankung aufhalten KI erkennt Alzheimer schon Jahre vor einer Diagnose

Je früher Alzheimer erkannt wird, desto größer sind die Chancen, die Krankheit zumindest zu verlangsamen. Ein lernfähiger Algorithmus setzt nun neue Maßstäbe.
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Tausende PET-Bilder von Alzheimer-Patienten im Frühstadium nutzten die Forscher, um ihre KI zu trainieren. (Foto: Radiological Society of North America)
Aufnahmen menschlicher Gehirne mittels PET

Tausende PET-Bilder von Alzheimer-Patienten im Frühstadium nutzten die Forscher, um ihre KI zu trainieren. (Foto: Radiological Society of North America)

BerlinIm Kampf gegen die Alzheimer-Erkrankung ist die Früherkennung besonders wichtig. Wird die nach wie vor unheilbare Demenzkrankheit frühzeitig erkannt, lässt sich ihr Verlauf mit Medikamenten zumindest verlangsamen.

„Wenn wir Alzheimer erst beim Auftreten deutlicher Symptome diagnostizieren, ist der Verlust an Hirnvolumen schon so groß, dass es für ein wirksames Eingreifen meist zu spät ist“, erläutert Jae Ho Sohn.

Gemeinsam mit seinem Team der University of California in San Francisco hat der Mediziner ein neues Werkzeug zur Früherkennung von Alzheimer entwickelt: ein lernfähiger Algorithmus, der die Demenzerkrankung schon Jahre vor einer Diagnose durch den Arzt zuverlässig vorhersagen kann.

Die Forscher konzentrierten sich für ihre Entwicklung auf subtile Stoffwechselveränderungen im Gehirn, die von der beginnenden Erkrankung verursacht werden. Solche Veränderungen lassen sich mit einem bildgebenden Verfahren, der sogenannten Positronen-Emissions-Tomografie (PET), sichtbar machen.

Sieben Faktoren, die Alzheimer begünstigen
Alzheimer-Risiken minimieren
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Wer sich an bestimmten Stellen um eine gesündere Lebensweise bemüht, kann damit einer neuen Studie zufolge die Gefahr einer Alzheimer-Erkrankung merklich senken. Wie eine Untersuchung des Instituts für öffentliche Gesundheit an der Universität im britischen Cambridge herausfand, sollten dafür vor allem sieben Faktoren in den Blick genommen werden.

Diabetes
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Eine Diabetikerin spritzt sich Insulin: Diabetes ist nur eine von mehreren Ursachen, die eine Alzheimererkrankung begünstigen. Eine gesunde Lebensweise kann helfen, das Diabetes vorzubeugen.

Bluthochdruck weltweit größte Gesundheitsgefahr
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Schon Bluthochdruck allein ist eine große Gesundheitsgefahr. Im Zusammenhang mit Alzheimer-Erkrankungen zählt er laut Studie zu einem der wesentlichen bekannten und begünstigenden Faktoren. Aber auch genetische Vorbedingungen und äußere Einflüsse prägen das persönliche Risikoprofil.

Mehr als halbe Milliarde Menschen zu dick
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Studienleiterin Carol Brayne erklärt, dass es wichtig sei, die Faktoren nicht isoliert zu sehen, sondern Zusammenhänge wie etwa zwischen Bewegungsmangel und Übergewicht zu berücksichtigen.

Stressbewältigung und Burn-Out
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Die Wissenschaftler der Universität Cambridge gehen davon aus, dass Depressionen ebenfalls das Auftreten von Alzheimer begünstigen. Die Studie besagt, dass die Zahl der Alzheimer-Patienten weltweit von etwa 30 Millionen im Jahr 2010 auf rund 106 Millionen im Jahr 2050 steigen wird.

Rauchen
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Weniger – oder besser gar nicht – zu rauchen, mildert das Risiko, im Alter an der „Krankheit des Vergessens“, wie ihr Entdecker Alois Alzheimer sie nannte, zu leiden. Die Alzheimer-Krankheit kann vor dem 50. Lebensjahr auftreten, ihre Häufigkeit steigt aber mit dem Alter stark an. Nur zwei Prozent erkranken vor dem 65. Lebensjahr. Bei den 85- bis 89-Jährigen leidet jeder Vierte an Demenz, bei den über 90-Jährigen jeder Dritte.

Mangelnde Bildung
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Als siebten Faktor identifizierten die britischen Forscher mangelnde Bildung. Ihren Berechnungen nach könnten 8,5 Prozent der für das Jahr 2050 erwarteten Alzheimer-Fälle, also etwa neun Millionen, vermieden werden, wenn bei jedem der genannten sieben Faktoren die Risiken um zehn Prozent gesenkt werden. Quelle: afp

Allerdings sind die Spuren im Frühstadium der Krankheit so schwach, dass sie auch für erfahrene Mediziner kaum erkennbar sind. „Für Menschen ist es einfacher, spezifische Biomarker einer Krankheit aufzuspüren“, erklärt Sohn. „Stoffwechsel-Veränderungen sind aber wesentlich subtilere Prozesse.“

Die Forscher trainierten ihre künstliche Intelligenz anhand von Daten der Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI). Diese Datensammlung enthält unter anderem tausende PET-Bilder von Alzheimer-Patienten in sehr frühen Stadien der Krankheit. 90 Prozent dieser Aufnahmen nutzten die Forscher zum Training des Algorithmus, die restlichen 10 Prozent zur Erfolgskontrolle.

Für den abschließenden Test musste die KI schließlich 40 Aufnahmen analysieren, die ihr bis dahin noch nicht vorgelegt worden waren. Das Ergebnis beschreibt Sohn so: „Der Algorithmus war in der Lage, jeden Fall zuverlässig zu erkennen, bei dem es später zum Ausbruch der Alzheimer-Krankheit kam.“

Neben der Trefferquote von 100 Prozent beeindruckte die Mediziner vor allem auch die sehr frühzeitige Identifizierung der Krankheitsfälle. Im Schnitt erkannte das System die Symptome mehr als sechs Jahre vor der tatsächlichen Diagnose der Erkrankung. „Wir waren hocherfreut über dieses Ergebnis“, so Sohn. Der Mediziner weiß allerdings auch, dass die Testreihe noch vergleichsweise klein war und weitere Tests das Ergebnis bestätigen müssen.

Trotzdem sieht er in seinem Algorithmus das Potenzial für ein wichtiges Werkzeug in der Alzheimer-Behandlung: „Wenn es uns gelingt, die Krankheit frühzeitiger zu erkennen, gibt das Forschern die Möglichkeit, bessere Wege zu finden, um den Krankheitsverlauf zu verlangsamen oder gar ganz aufzuhalten.“

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