Strukturelle und funktionelle Anomalien im PCC führen zu einer Reihe von neurologischen und psychiatrischen Störungen. Der PCC ist wahrscheinlich für die Integration und Vermittlung von Informationen im Gehirn zuständig. Daher könnten funktionelle Anomalien der PCC eine Anhäufung von entfernten und weit verbreiteten Schäden im Gehirn sein.
Alzheimer-KrankheitBearbeiten
Die PCC ist häufig von neurodegenerativen Erkrankungen betroffen. Ein verminderter Stoffwechsel in der PCC wurde als frühes Anzeichen für die Alzheimer-Krankheit identifiziert und ist häufig schon vor der klinischen Diagnose vorhanden. Der verringerte Stoffwechsel im PCC ist typischerweise Teil eines diffusen Musters von Stoffwechselstörungen im Gehirn, das auch Strukturen des medialen Temporallappens und des vorderen Thalamus einschließt, Anomalien, die das Ergebnis von Schäden in isolierten, aber miteinander verbundenen Regionen sein können. So zeigen beispielsweise Meguro et al. (1999), dass eine experimentelle Schädigung des rhinalen Kortex zu einem Hypometabolismus des PCC führt. Bei der Alzheimer-Krankheit ist die Stoffwechselanomalie mit Amyloidablagerungen und Hirnatrophie verbunden, wobei die räumliche Verteilung den Knotenpunkten des Default-Mode-Netzwerks ähnelt. Im Frühstadium der Alzheimer-Krankheit ist die funktionelle Konnektivität innerhalb des DMN reduziert, was sich auf die Verbindung zwischen dem PCC und dem Hippocampus auswirkt, und diese veränderten Muster können den genetischen ApoE-Status widerspiegeln (ein mit der Krankheit verbundener Risikofaktor). Es wurde festgestellt, dass sich neurodegenerative Erkrankungen „prionenartig“ im Gehirn ausbreiten. Wenn beispielsweise die Proteine Amyloid-b und TDP-43 in ihrer abnormen Form vorliegen, verbreiten sie sich über die Synapsen und werden mit Neurodegeneration in Verbindung gebracht. Diese Übertragung abnormaler Proteine wird durch die Organisation der Verbindungen in der weißen Substanz eingeschränkt und könnte möglicherweise die räumliche Verteilung der Pathologie innerhalb des DMN bei der Alzheimer-Krankheit erklären. Bei der Alzheimer-Krankheit hilft die Topologie der Konnektivität der weißen Substanz bei der Vorhersage atrophischer Muster, was möglicherweise erklärt, warum die PCC in den frühen Stadien der Krankheit betroffen ist.
Autismus-Spektrum-StörungBearbeiten
Autismus-Spektrum-Störungen (ASDs) sind mit metabolischen und funktionellen Anomalien der PCC verbunden. Personen mit ASD zeigen einen verminderten Stoffwechsel, abnorme funktionelle Reaktionen und eine verminderte funktionelle Konnektivität. Eine Studie zeigte, dass diese Beeinträchtigungen im PCC besonders ausgeprägt sind. Studien haben gezeigt, dass die Anomalien der cingulären Reaktionen während zwischenmenschlicher Interaktion mit der Schwere der Symptome bei ASD korrelieren, und dass das Fehlen einer aufgabenabhängigen Deaktivierung im PCC mit der allgemeinen sozialen Funktion korreliert. Schließlich zeigen Post-mortem-Studien, dass der PCC bei Patienten mit ASD zytoarchitektonische Anomalien aufweist, einschließlich reduzierter Mengen an GABA-A-Rezeptoren und Benzodiazepin-Bindungsstellen.
Aufmerksamkeitsdefizit-HyperaktivitätsstörungBearbeiten
Es wurde vermutet, dass ADHS eine Störung des DMN ist, bei der neuronale Systeme durch unkontrollierte Aktivität gestört werden, was zu Aufmerksamkeitsstörungen führt. In einer Meta-Analyse struktureller MRT-Studien stellten Nakao et al. (2011) fest, dass Patienten mit ADHS einen erhöhten linken PCC aufweisen, was darauf hindeutet, dass Entwicklungsanomalien den PCC beeinträchtigen. Tatsächlich ist die PCC-Funktion bei ADHS abnormal. Innerhalb des DMN ist die funktionelle Konnektivität reduziert, und die Aktivität im Ruhezustand wird zur Diagnose von ADHS bei Kindern verwendet. Die Behandlung von ADHS umfasst psychostimulierende Medikamente, die die PCC-Aktivität direkt beeinflussen. Andere Studien, die sich mit der medikamentösen Behandlung von PCC-Anomalien befassen, berichten, dass der PCC möglicherweise nur auf stimulierende Behandlungen anspricht und die Wirksamkeit der Medikamente vom Motivationsniveau abhängen kann. Außerdem wurde ADHS mit dem Gen SNAP25 in Verbindung gebracht. Bei gesunden Kindern wird der SNAP25-Polymorphismus mit der Kapazität des Arbeitsgedächtnisses, einer veränderten PCC-Struktur und aufgabenabhängigen PCC-Deaktivierungsmustern bei Arbeitsgedächtnisaufgaben in Verbindung gebracht.
DepressionEdit
Abnormale funktionelle Konnektivität des PCC wurde mit schweren Depressionen in Verbindung gebracht, mit unterschiedlichen Ergebnissen. Eine Studie berichtet über eine erhöhte funktionelle Konnektivität des PCC, während eine andere zeigt, dass unbehandelte Patienten eine verringerte funktionelle Konnektivität vom PCC zum Caudat haben. In anderen Studien wurden die Wechselwirkungen zwischen dem PCC und der subgenitalen cingulären Region (Brodmann-Areal 25) untersucht, einer Hirnregion, die möglicherweise Depressionen verursacht. Der anteriore Knoten des DMN wird zum Teil durch das stark verbundene PCC und das Brodmann-Areal 25 gebildet. Diese beiden Regionen sind bei behandlungsresistenter Major Depression metabolisch überaktiv. Die Verbindung zwischen der Aktivität im PCC und dem Brodmann-Areal 25 korreliert mit dem Wiederkäuen, einem Merkmal der Depression. Diese Verbindung zwischen den beiden Regionen könnte das Ansprechen auf Medikamente bei Patienten beeinflussen. Es wurde bereits festgestellt, dass beide Regionen nach einer antidepressiven Behandlung Veränderungen im Stoffwechsel aufweisen. Darüber hinaus haben Patienten, die sich einer Tiefenhirnstimulation unterziehen, einen erhöhten Glukosestoffwechsel und einen erhöhten zerebralen Fluss im PCC, während sie auch ein verändertes Brodmann-Areal 25 aufweisen.
SchizophrenieEdit
Abnormale Aktivität im PCC wurde mit Schizophrenie in Verbindung gebracht, einer psychischen Störung mit gemeinsamen Symptomen wie Halluzinationen, Wahnvorstellungen, desorganisiertem Denken und einem Mangel an emotionaler Intelligenz. Gemeinsam ist den Symptomen, dass sie mit der Unfähigkeit zusammenhängen, zwischen internen und externen Ereignissen zu unterscheiden. Zwei PET-Studien an Patienten mit Schizophrenie zeigten einen abnormalen Stoffwechsel im PCC. Eine Studie berichtet, dass der Glukosestoffwechsel bei Schizophrenen vermindert war, während eine andere Studie einen abnormalen Glukosestoffwechsel zeigte, der im Pulvinar und im PCC stark korreliert war. In der letztgenannten Studie waren die thalamischen Interaktionen mit den Frontallappen reduziert, was bedeuten könnte, dass Schizophrenie die thalamokortikalen Verbindungen beeinträchtigt. Weitere Anomalien im PCC, abnorme NMDA-, Cannabinoid- und GABAerge-Rezeptorbindung wurden bei der Post-Mortem-Autoradiographie von Schizophrenen festgestellt. Bei schizophrenen Patienten wurden auch Anomalien in der Struktur und den Verbindungen der weißen Substanz des PCC festgestellt. Schizophrene mit schlechtem Ausgang haben häufig ein verringertes PCC-Volumen. Darüber hinaus werden bei einigen Patienten mit Schizophrenie Anomalien der weißen Substanz im Cingulum-Bündel festgestellt, einer Struktur, die den PCC mit anderen limbischen Strukturen verbindet. In funktionellen MRT-Studien wurde eine abnorme PCC-Funktion mit einer Zunahme und Abnahme der funktionellen Konnektivität in Verbindung gebracht. Es gibt auch abnorme PCC-Reaktionen während der Ausführung von Aufgaben. Diese Anomalien können zu den psychotischen Symptomen einiger Personen mit Schizophrenie beitragen. Forschungen über die Wirkung der psychedelischen Droge Psilocybin zeigen, dass der durch diese Droge hervorgerufene veränderte Bewusstseinszustand mit einem abnormen Stoffwechsel und einer abnormen funktionellen Konnektivität des PCC sowie mit einer Verringerung der Stärke der Anti-Korrelationen zwischen dem DMN und dem frontoparietalen Kontrollnetzwerk (FPCN) korreliert werden kann. Da diese Netzwerke zur internen und externen Kognition beitragen, könnten Anomalien im PCC bei einigen Formen der Schizophrenie zur Psychose beitragen.
Traumatische HirnverletzungBearbeiten
Nach einer traumatischen Hirnverletzung (TBI) wurden Anomalien im PCC nachgewiesen. Häufig kommt es bei Kopfverletzungen zu weitreichenden axonalen Verletzungen, die Hirnregionen abtrennen und zu kognitiven Beeinträchtigungen führen. Dies hängt auch mit einem verminderten Stoffwechsel innerhalb des PCC zusammen. Studien zur Leistung bei einfachen Reaktionszeitaufgaben nach einer Schädel-Hirn-Trauma zeigen insbesondere, dass das Muster der funktionellen Konnektivität zwischen dem PCC und dem Rest des DMN Beeinträchtigungen durch Schädel-Hirn-Traumata vorhersagen kann. Sie fanden auch heraus, dass eine stärkere Schädigung des Cingulum-Bündels, das den PCC mit dem anterioren DMN verbindet, mit einer Beeinträchtigung der anhaltenden Aufmerksamkeit korreliert war. In einer weiteren Studie wurde festgestellt, dass Schädel-Hirn-Traumata mit Schwierigkeiten beim Umschalten von automatischen auf kontrollierte Reaktionen verbunden sind. Bei ausgewählten Aufgaben zeigten Patienten mit einer Schädel-Hirn-Trauma eine beeinträchtigte motorische Inhibition, die mit einem Versagen bei der schnellen Reaktivierung des PCC verbunden war. Insgesamt deutet dies darauf hin, dass die Unfähigkeit, die PCC/DMN-Aktivität zu kontrollieren, bei TBI-Patienten zu Aufmerksamkeitsdefiziten führen kann.
AngststörungenBearbeiten
Es häufen sich die Hinweise auf eine PCC-Dysfunktion, die vielen psychischen Störungen im Kindes- und Jugendalter zugrunde liegt. Darüber hinaus besteht bei Patienten mit Angststörungen ein Zusammenhang zwischen erhöhter extinktionsbezogener PCC-Aktivität und einem höheren Schweregrad der Symptome. Eine PCC-Dysfunktion könnte auch bei Angststörungen in der Adoleszenz eine Rolle spielen.