Beschleunigte Alterung des Gehirns bei Konsum von Alkohol und Tabak

Der Effekt sei nicht groß, aber messbar. Anhand von Aufnahmen des Gehirns und mit Hilfe von künstlicher Intelligenz hat ein Forschungsteam aus den USA Hinweise dafür gefunden, dass sowohl Alkohol als auch Tabak zu einer beschleunigten Gehirnalterung beitragen.

Bild: Saimen / photocase.de

Das Gehirn altert nicht bei allen Erwachsenen gleich schnell. „Es ist bekannt, dass manche Lebensgewohnheiten in Zusammenhang stehen mit einer beschleunigten Atrophie in bestimmten Gehirnregionen“, erklären Arthur Toga und sein Team in einem Fachartikel. Als Atrophie wird der Abbau von Gewebe bezeichnet.

Alkoholtrinken und Tabakrauchen gehören zu den Lebensgewohnheiten, die Einfluss nehmen können auf das Gehirngewebe. So gibt es Hinweise aus der Forschung, dass sich bei starken Raucherinnen und Rauchern Gehirnveränderungen in Regionen zeigen, die auch bei der Alzheimer-Demenz eine Rolle spielen. Chronischer Alkoholkonsum wird ebenfalls mit dem Verlust von Hirnsubstanz in einigen Bereichen des Gehirns in Verbindung gebracht.

Um den Zusammenhang zwischen dem Konsum von Alkohol und Tabak und beschleunigter Gehirnalterung zu überprüfen, haben Toga und sein Team Daten der UK Biobank ausgewertet. Die UK Biobank enthält Gesundheitsdaten und Angaben zu den Lebensgewohnheiten von etwa 500.000 Personen aus dem Vereinigtem Königreich.

Künstliche Intelligenz lernt, das Alter von Gehirnen einzuschätzen

Das Forschungsteam verwendete die Daten von rund 17.000 Personen, von denen MRT-Bilder des Gehirns vorlagen. MRT ist die Abkürzung für Magnetresonanztomographie. Mit Hilfe von MRT-Bildern kann die innere Struktur des Gehirns sichtbar gemacht werden. Alle Personen hatten Tests absolviert, in denen ihre kognitiven Leistungen wie die Intelligenz oder die Merkfähigkeit überprüft wurden. Bei der Auswahl der Testpersonen wurde darauf geachtet, dass nur Personen mit Leistungen im normalen Bereich einbezogen wurden.

Toga und sein Team setzten Methoden des maschinellen Lernens ein, um das relative Gehirnalter zu ermitteln. Das relative Gehirnalter steht für den Zustand eines Gehirns im Vergleich zu den Gehirnen anderer Personen gleichen Alters. Zunächst wurden 30 Prozent der MRT-Bilder zufällig ausgewählt, um damit ein statistisches Modell zu trainieren. Dieses Modell „lernte“, worin sich die Gehirne verschieden alter Menschen unterscheiden. Anschließend wendeten sie das Modell auf die übrigen 70 Prozent der MRT-Bilder an. Maschinelles Lernen gilt als wichtige Technologie für die Entwicklung von künstlicher Intelligenz.

Alkohol und Tabak haben neben anderen Faktoren Einfluss auf Gehirnalter

Wie sich zeigte, ermittelte das so trainierte Modell anhand der MRT-Bilder tatsächlich ein höheres relatives Gehirnalter, wenn die Personen täglich Alkohol tranken oder täglich rauchten. Das Team weist jedoch darauf hin, dass die gefundenen Effekte eher klein seien und auch erst dann auftreten würden, wenn die Personen täglich oder fast täglich Alkohol trinken oder täglich rauchen. Denkbar sei aber, dass die Effekte größer sind, wenn auch Testpersonen in die Studie einbezogen werden, deren kognitive Leistungen nicht mehr im Normbereich liegen.

Toga und sein Team betonen, dass es viele Faktoren geben würde, die Einfluss haben auf das relative Gehirnalter. So stünden beispielsweise Sport und Meditation mit einem niedrigeren relativen Gehirnalter in Verbindung. Hinzu komme, dass auch Gene an der Gehirnalterung beteiligt seien.

Quellen:

• Pressemitteilung Scientific Reports (30.1.2020)
• Ning, K., Zhao, L., Matloff, W., Sun, F. & Toga, A. W. (2020). Association of relative brain age with tobacco smoking, alcohol consumption, and genetic variants. Scientific Reports, 10, 10, https://doi.org/10.1038/s41598-019-56089-4.