Gehirnscans zeigen langfristige neurologische Auswirkungen von COVID-19

Die 31-jährige Künstlerin Nora Lieberman hat sich vor acht Monaten mit COVID-19 infiziert und kennt die körperlichen Symptome der Krankheit gut: Gedächtnisverlust, Migräne, Muskelschmerzen, Müdigkeit, Nervenschmerzen, Magen-Darm-Beschwerden und Atemnot, die nie wieder nach draußen zu kommen scheint. Sie gehört zur ersten Welle von Patienten, die sich mit dem Virus infiziert haben, bevor es genügend Tests gab, um die Krankheit einzudämmen; zu der „gesunden, jungen und fitten“ Bevölkerungsgruppe, der man gesagt hatte, sie würde nicht krank werden, die dann paradoxerweise zum Symbol dafür wurde, wer am schwersten erkranken könnte. Oder zumindest am schwersten erkrankt bleiben würde. 

Dies ist Liebermans erstes Selbstporträt. Und es ist ihr Versuch, festzuhalten, was COVID-19 ihr angetan hat.

„Die Symptome sind unerbittlich“, sagt Lieberman gegenüber Health Life Guide. „Ein großes Problem für mich ist die Wirkung des Virus auf das Gehirn. Der Gehirnnebel ist verrückt. Ich kann vergessen, was ich tue, während ich es tue. Ich vergesse, woran ich denke, während ich mitten im Satz darüber nachdenke. Ich kann nicht mehr fernsehen oder lesen, weil ich mich nicht konzentrieren oder etwas verstehen kann. Es ist alles zu überstimulierend.“

Zu Beginn der Pandemie war es für die Ärzte am wichtigsten, die Patienten am Leben zu erhalten, wobei die Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Probleme von COVID-19 im Mittelpunkt standen. Die Geschichten von Langzeitpatienten wie Lieberman waren lediglich Vignetten neurologischer Symptome, für die es keine Daten gab, um sie zu quantifizieren oder zu erklären. Jetzt blicken mehr Forscher unter die Oberfläche und verwenden Scans und Untersuchungen, um zu zeigen, wie sich COVID-19 auf das Gehirn auswirken könnte. 

Störungen des Frontallappens

Sie kann bei bis zu 80 % der Patienten Symptome wie Gedächtnisverlust, Konzentrationsschwierigkeiten, Kopfschmerzen, Sprachaphasie, Verwirrtheit und Schwindel auslösen.1 

Es gibt mehrere Theorien, warum COVID-19 das Gehirn beeinträchtigen kann: direkter Viruseintritt, systemische Entzündung, Blutgerinnsel, Herzstillstände und mehr. Während die Mechanismen noch nicht erforscht sind, können neue Informationen Hinweise darauf geben, welche Bereiche betroffen sind. 

Eine kürzlich im European Journal of Epilepsy veröffentlichte Studie analysierte die Elektroenzephalogramm-Ergebnisse (EEG) von COVID-19-positiven Patienten aus 84 Berichten.  EEG zeichnet die elektrische Aktivität in verschiedenen Bereichen des Gehirns auf und stellte in diesem Fall bei über 600 Patienten – einem Drittel der untersuchten Personen – Anomalien im Frontallappen des Gehirns fest. 

„Schäden am Frontallappen können all diese Symptome verursachen, über die sich Patienten beschweren. Wir nennen den Frontallappen den ‚Master Executor‘, weil er alle ausführenden Funktionen des Gehirns steuert“, sagt Dr. Neha Dixit, eine klinische Neuropsychologin mit eigener Praxis in Philadelphia, Pennsylvania, gegenüber Health Life Guide. „Der Frontallappen ist an der Verhaltensselbstkontrolle beteiligt, indem er Pläne, Ideen und zielgerichtete Gedanken mit Verhaltensweisen, Sequenzierung, abstraktem Denken, verbaler Gewandtheit, Verhaltensinitiierung und der Geschwindigkeit des Denkens, der Verarbeitung und der Flüssigkeit von Gedanken verbindet.“

Dixit beschreibt den Frontallappen als CEO des Gehirns, da er mehrere Gehirnbereiche verbindet und fast alle kognitiven Aktivitäten reguliert. Schäden in dieser Region können zu Persönlichkeits- und Stimmungsschwankungen, Aufmerksamkeitsdefiziten, Gedächtnisproblemen und Kommunikationsstörungen führen (insbesondere im Hinblick auf die Sprachproduktion, da der Frontallappen die Hauptregion beherbergt, die für die Sprache verantwortlich ist, das sogenannte Broca-Areal).

Die Studie ergab eine allgemeine Verlangsamung des Frontallappens, was auf eine mögliche Hirnschädigung hinweisen könnte. Allerdings gab es keine klare Prognose darüber, ob dieser Schaden dauerhaft ist oder nicht. Dixit sagt, wenn die Ergebnisse zutreffen, sei eine Genesung oder zumindest eine teilweise Genesung möglich.

„Unser Gehirn ist erstaunlich; es kann viel aushalten“, sagt Dixit. „Wenn Sie an einen Schlaganfallpatienten denken, der die Funktion eines Arms wiedererlangt, der nach dem ersten Schlaganfall schlaff war, oder der wieder sprechen lernt, dann liegt das an der Plastizität des Gehirns – der Fähigkeit des Gehirns, sich zu verändern und Schäden zu widerstehen.“

Obwohl Dixit nicht mit Sicherheit vorhersagen kann, wie die Entwicklung bei COVID-19-Patienten mit Frontallappenschädigungen aussehen wird, bleibt sie optimistisch.

„Ist eine vollständige Genesung möglich? Diese Frage kann ich nie beantworten. Aber ist eine Genesung möglich? Ja“, sagt sie. „Manchmal können Menschen mit kognitiver Rehabilitation, Sprachtherapie oder anderen Therapien ein gewisses Maß an Funktionalität zurückgewinnen, selbst wenn sie noch immer mit den chronischen Auswirkungen einer Hirnverletzung leben. Allerdings verschwindet sie nicht immer, und je nach Verletzung kann es manchmal zu dauerhaften Schäden am Frontallappen kommen.“

Barbara Malamut, PhD, eine Neuropsychologin, die die Auswirkungen von Hirnstörungen auf Kognition und Verhalten diagnostiziert und behandelt, sagt, dass mit der Zeit und mit Training andere Gehirnregionen die verlorenen Funktionen übernehmen können.

„Patienten können bestimmte Fähigkeiten trainieren, um Teile des Gehirns zu stärken, die nicht beschädigt sind“, sagt sie gegenüber Health Life Guide. „Sie regenerieren kein neues Gewebe in ihrem Frontallappen, aber sie reorganisieren ihr Gehirn. So kann man beispielsweise Sprache neu trainieren und sogar das Abrufen von Erinnerungen.“

Sie meint jedoch, es sei zu früh, um Schlussfolgerungen zu ziehen, da weitere Forschung erforderlich sei.

„Das ist völliges Neuland. Dieses Virus ist anders als alle anderen Viren und die Auswirkungen, die es auf das Gehirn hat, sind anders als alles, was wir bisher bei früheren Viren gesehen haben“, sagt sie.  

Sauerstoffmangelmuster 

Atembeschwerden plagen Patienten sowohl in der akuten Phase von COVID-19 als auch in den darauffolgenden Monaten. Laut Dixit können sogar nicht im Krankenhaus behandelte Patienten wie Lieberman, die über einen längeren Zeitraum einen niedrigen Sauerstoffgehalt im Blut aufweisen, eine Hirnfunktionsstörung entwickeln. Dies wird als Hypoxie bezeichnet . 

am Massachusetts General Hospital waren die ersten, die dies mithilfe einer speziellen Magnetresonanztechnik (MR) feststellten.3  Sie untersuchten die Gehirne von sechs COVID-19-Patienten und stellten ähnliche Stoffwechselstörungen fest wie bei Hypoxie. 

„Normalerweise ist der Hippocampus (außerhalb des Frontallappens) der erste Bereich, der von Hypoxie betroffen ist. Er ist die wichtigste Struktur für das Gedächtnis und hilft uns, Informationen zu lernen, zu speichern und abzurufen“, sagt Malamut. „Die erste und größte Beschwerde von Patienten mit Hypoxie betrifft normalerweise das Gedächtnis – sie haben Probleme, sich an neue Informationen zu erinnern und sie zu lernen –, gefolgt von Konzentrationsschwierigkeiten. Wenn der Sauerstoffmangel länger anhält, können wahrscheinlich auch andere Gehirnstrukturen betroffen sein.“  

Dixit sagt, sie beobachte dieses Phänomen in ihrer Praxis bei Patienten mit Atemwegserkrankungen wie chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD). Dauerhafter Sauerstoffmangel mache Patienten anfälliger für Stimmungsschwankungen, Depressionen und Gedächtnisstörungen. 

„Diese Art von Lungenerkrankungen kann zu einer ganzen Reihe allgemeiner kognitiver Veränderungen führen, wie etwa einer Abnahme der Aufmerksamkeit und der Verarbeitungsgeschwindigkeit“, sagt Dixit. „Wenn wir das bei Menschen sehen, deren Sauerstoffversorgung im Laufe der Zeit abgenommen hat, wie bei COPD oder chronischem Asthma, dann ist es möglich, dass wir bei COVID dieselbe Art von Ätiologie beobachten, bei der der Körper nicht genügend Sauerstoff an das Gehirn sendet.“

Das Aufdecken derartiger Informationen ist wichtig, da das Verständnis der Ursache der Gehirnanomalien bei COVID-19 bei der Modulierung der Behandlung hilfreich sein kann. 

Mögliche Alterung des Gehirns 

Vor COVID-19 stand Liebermans Leben nie still. Ihr Vollzeitjob als Kindermädchen bedeutete, dass sie immer körperlich aktiv war, und ihre künstlerische Arbeit bedeutete, dass sie oft vor einer Leinwand stand und ihre kognitive und kreative Seite erkundete. Jetzt, sagt sie, ist sie schockiert, wenn sie sich an die Dinge erinnert, zu denen sie körperlich und geistig in der Lage war – heute sind sie völlig unvorstellbar. Obwohl sie erst 30 war, als sie sich mit dem Virus infizierte, hat sie das Gefühl, dass es sie auf eine Weise gealtert hat, die ihr Selbstporträt nicht darstellen kann. 

Und sie könnte Recht haben. Einige Forscher vermuten, dass COVID-19 das Gehirn tatsächlich um ein Jahrzehnt altern lässt. In einer vorläufigen Studie in Großbritannien wurden Fragebögen von über 84.000 Menschen analysiert, bei denen COVID-19 vermutet oder bestätigt wurde.4  Tests maßen das räumliche Vorstellungsvermögen, das Gedächtnis, die Aufmerksamkeit und die emotionale Verarbeitungsfähigkeiten der Patienten mit demselben Ansatz, den sowohl Nixit als auch Malamut in ihren Praxen zur Diagnose von kognitivem Verfall verwenden. Daraus folgerten die Forscher, dass die geistigen Fähigkeiten der Patienten im Vergleich zu einer COVID-freien Kohorte um 10 Jahre gealtert waren.

Malamut sagt zwar, dass die Alterung des Gehirns mit Schäden am Frontallappen einhergeht, doch normalerweise geht sie auch mit einer Schrumpfung mehrerer Hirnareale einher. Studien wie diese sollten mit Vorsicht genossen werden, sagt sie, denn ohne entsprechende Scans kann man die Alterung des Gehirns nicht diagnostizieren.

„Es ist unmöglich zu wissen, ob COVID das Gehirn tatsächlich um 10 Jahre altern lässt“, sagt sie. „Ich denke, dass es in diesem Fall wahrscheinlich zu einer Atrophie in einigen sehr kleinen und spezifischen Bereichen des Frontallappens des Gehirns kommt; ich glaube nicht, dass man diesen großen Verlust sehen kann. Bei Alzheimer sieht das Gehirn in den sehr frühen Stadien, wenn die Menschen gerade erst anfangen, über Gedächtnisverlust zu klagen, eigentlich ziemlich normal aus. Aber mit Fortschreiten der Krankheit sieht man überall im Gehirn eine immer stärkere Schrumpfung, also braucht es normalerweise Zeit.“ 

Einbeziehung von Gehirntests in die Behandlung 

Die Autoren der EEG-Studie vermuten, dass EEG-Anomalien als Biomarker für COVID-bedingte Hirnschäden oder Erkrankungen dienen können. Dixit betont  , dass EEGs notorisch unspezifisch sind – sie liefern uns eher einen pauschalen Befund, als dass sie Bereiche mit direkten Schäden genau lokalisieren.

Stattdessen empfiehlt sie eine Kombination aus EEGs, funktionellen MRTs und neuropsychologischen Tests, um die ordnungsgemäße Gehirnfunktion und -lokalisierung bei akuten und langfristigen COVID-19-Patienten zu beurteilen. Wenn Patienten kognitive Störungen entwickeln, müssen diese Tests so schnell wie möglich durchgeführt werden, sagt sie.

Für viele Patienten wie Lieberman, die keine Krankenversicherung haben und aufgrund der lähmenden Langzeitkomplikationen von COVID-19 nicht arbeiten können, erscheinen derartige diagnostische Tests jedoch wie ein Wunschtraum. Doch Lieberman braucht diese Tests dringend. Wenn sie einen schriftlichen kognitiven Test wie den machen würde, der die COVID-bedingte Alterung des Gehirns aufgedeckt hat, könnte ihr das helfen zu verstehen, warum sie Wörter jetzt phonetisch ausschreibt – warum aus „Idee“ „Eye-de-a“ wird und aus „Haus“ „How-s“. Wenn sie ein EEG oder ein MRT ihres Gehirns machen könnte, wüsste sie vielleicht, ob ihr Frontallappen oder Hippocampus geschädigt ist, was erklären könnte, warum sie vergisst, welcher Wasserhahn für heißes und welcher für kaltes Wasser ist, und warum sie zu viel Angst vor dem Autofahren hat, weil sie nicht zwischen Gas- und Bremspedal unterscheiden kann.

Leider ist dies ein Luxus, den sie sich einfach nicht leisten kann.

„Es ist kein Geheimnis, dass COVID-19 schreckliche neurologische Folgen hat, und ich glaube, dass mehr Tests durchgeführt werden müssen, um die möglichen langfristigen Auswirkungen des Virus auf das Gehirn zu verstehen. Allerdings müssen alle Patienten Zugang zu diesen Tests haben, damit wir die wahren neurologischen Auswirkungen verstehen können“, sagt Abigail Schmelz, eine Doktorandin im Bereich öffentliche Gesundheit an der University of Miami (UM) und wissenschaftliche Mitarbeiterin in der neurologischen Abteilung der UM, gegenüber Health Life Guide. „Aus Sicht der öffentlichen Gesundheit ist es wichtiger denn je, dass junge Menschen zu Hause bleiben und sich an die Richtlinien zur sozialen Distanzierung halten, da unser Gesundheitssystem derzeit überlastet ist, was es noch schwieriger macht, diagnostische Tests und Behandlungen für diese neurologischen Probleme zu erhalten.“ 

Während ihr Gehirn und Körper aufgrund der Langzeitfolgen von COVID-19 immer mehr versagen, verstauben auch Liebermans Leinwände. Wenn sie endlich die Kraft zum Malen aufbringt, ist Schwarz die einzige Farbe, die ihr bleibt.

„ Dieses Virus ist verrückt. Manchmal ändert sich alles von Stunde zu Stunde. Für mich existiert keine Zeit mehr“, sagt Lieberman. „Die Leute sagen: ‚Wir müssen das Haus verlassen, um unsere geistige Gesundheit zu bewahren‘, aber sie wissen nicht, wie sehr man ans Haus gefesselt sein kann, wenn man krank ist. Und ich möchte sie nur daran erinnern, wachsam zu bleiben, denn das wollen Sie nicht. Es ist schlimm. Es macht keinen Spaß. Es ist beschissen. Und ich habe keine Ahnung, wann es vorbei sein wird.“

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