Wenn Zwangsstörungen auf KI treffen, gibt es dann eine Heilung für diese „alternative tödliche Krankheit“?

Geschrieben von: Zhu Hengheng

Herausgeber: Wang Haha

Layout: Li Xuewei

Im Leben gibt es immer Menschen, die ihre Sachen gerne ordentlich aufbewahren oder die Sauberkeit lieben und unter Mysophobie leiden. Bei solchen Menschen spricht man von einer „Zwangsstörung“.

Die Zwangsstörung wird medizinisch als eine Art Angststörung definiert, die sich hauptsächlich durch Zwangsgedanken und zwanghaftes Verhalten äußert. Obwohl Sie beispielsweise die Tür abgeschlossen haben, als Sie das Haus verließen, würden Sie sich immer noch fragen, ob Sie sie abgeschlossen haben oder nicht. Was wäre, wenn es nicht verschlossen wäre? Wenn Sie beispielsweise abends von der Arbeit oder der Schule nach Hause gehen, können Sie den Verdacht nicht loswerden, dass Ihnen jemand folgt, auch wenn Sie sich umdrehen und sehen, dass niemand hinter Ihnen ist. Oder Sie haben, obwohl es nicht real erscheint, immer noch das Gefühl, dass jemand in Ihrer Umgebung Sie verletzen könnte.

Ich glaube, dass die meisten Menschen im täglichen Leben einige der oben genannten Erfahrungen gemacht haben. Bedeutet das also, dass wir an einer Zwangsstörung leiden?

Im Allgemeinen ist es normal, dass die oben genannten Symptome im Leben gelegentlich auftreten, solange sie das normale Leben nicht beeinträchtigen. Die Symptome einer echten Zwangsstörung sind viel schwerwiegender. Leonardo DiCaprio beispielsweise vermutete im Film „Aviator“, dass seine Hände nicht sauber gewaschen waren und rieb sie deshalb wiederholt, bis sie bluteten. Oder er hatte Angst, dass die Toilettenspülung schmutzig war und traute sich nicht, die Tür zu öffnen, bis jemand anderes die Tür öffnete, bevor er hinausging. Natürlich kann es im Laufe des Lebens auch Patienten mit Zwangsstörungen geben, deren Symptome nicht so offensichtlich sind und bei denen die Diagnose schwieriger ist.

Kürzlich führte ein Forschungsteam unter der Leitung von Professor David A. Borton vom Institute for Brain Science der Brown University in den USA eine Langzeit-EEG-Überwachung bei fünf Patienten mit schwerer Zwangsstörung durch und nutzte künstliche Intelligenz, um das zwanghafte Verhalten im Leben der Patienten zu analysieren. Sie identifizierten erstmals die mit Zwangsstörungen in Zusammenhang stehenden Gehirnwellensignale im Gehirn und ebneten damit den Weg für die Diagnose und gezielte Behandlung von Zwangsstörungen.

Professor Borton erklärte hierzu: „Die Schwere der Zwangsstörungen schwankt im Laufe der Zeit erheblich und wird von zahlreichen Umweltfaktoren beeinflusst. Bisher konnte die Tiefe Hirnstimulation Zwangssymptome bei Patienten, die auf medikamentöse Behandlungen nicht gut angesprochen hatten, wirksam lindern. Da sich der Zeitpunkt des Ausbruchs einer Zwangsstörung bei Patienten jedoch nicht bestimmen lässt, kann die Tiefe Hirnstimulation eine Reihe von Nebenwirkungen mit sich bringen. In dieser Studie haben wir erstmals das mit Zwangsstörungen in Zusammenhang stehende Hirnwellensignal identifiziert. Die Anpassung der Intensität der Tiefen Hirnstimulation anhand dieses Signals wird die Nebenwirkungen zweifellos verringern.“

Die Studie mit dem Titel „Langfristige ökologische Bewertung der intrakraniellen Elektrophysiologie synchronisiert mit Verhaltensmarkern bei Zwangsstörungen“ wurde in der neuesten Ausgabe von Nature Medicine veröffentlicht.

Zwangsstörungen sind wirklich eine Krankheit

Wenn jemand im Berufs- und Privatleben zu ernst ist, machen wir vielleicht Witze darüber, dass er an einer Zwangsstörung leidet, als ob eine Zwangsstörung nur eine Kleinigkeit wäre. In Wirklichkeit haben Zwangsstörungen jedoch enorme Auswirkungen auf das Leben der Patienten. Da Patienten mit Zwangsstörungen wissen, dass viele Zwangsgedanken nur Einbildungen sind, möchten sie diese Gedanken loswerden, können sich jedoch nicht davon abhalten, sich etwas vorzustellen. Daher leiden sie häufig unter starker Angst und Schmerzen, die sich gravierend auf ihr Studium, ihre Arbeit, ihr Leben und ihre zwischenmenschliche Kommunikation auswirken.

Statistiken deuten darauf hin, dass die Zahl der Zwangsstörungen in den letzten Jahren zugenommen hat. Studien haben gezeigt, dass die Prävalenz von Zwangsstörungen in der Allgemeinbevölkerung bei etwa 2 % liegt und dass etwa zwei Drittel der Patienten vor dem 25. Lebensjahr an der Krankheit erkranken. Das bedeutet, dass auf 100 Personen etwa zwei Menschen mit Zwangsstörungen kommen, und die meisten davon sind junge Menschen. Eine von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) durchgeführte globale Krankheitsstudie ergab außerdem, dass Zwangsstörungen zu den 20 Krankheiten mit der höchsten Krankheitslast bei jungen Menschen im Alter von 15 bis 44 Jahren gehören.

Klinisch gesehen ist die Zahl der Patienten, bei denen eine Zwangsstörung diagnostiziert wird, jedoch weitaus geringer. Erstens sind im Gegensatz zu normalen Menschen bei vielen Patienten mit Zwangsstörungen verschiedene zwanghafte Gedanken oder Verhaltensweisen normal, und manche Patienten verbergen ihre Symptome und sind nicht bereit, ärztliche Hilfe in Anspruch zu nehmen. Zweitens ist der medizinische Behandlungsprozess des Patienten aufgrund der Vielzahl der Symptome einer Zwangsstörung oft sehr mühsam und schwierig zu diagnostizieren. Darüber hinaus leiden viele Patienten mit Zwangsstörungen häufig auch an anderen psychischen Erkrankungen wie Angstzuständen, Depressionen usw., was zu Fehldiagnosen führt.

(Quelle: psu.edu)

Derzeit gibt es drei Hauptmethoden zur Behandlung von Zwangsstörungen. Die erste ist eine medikamentöse Therapie. Obwohl die Ursache der Zwangsstörung noch unbekannt ist, haben Studien ergeben, dass es für den Ausbruch der Zwangsstörung biologische Faktoren gibt und dass das Ungleichgewicht der Neurotransmitter im Gehirn eine wichtige Ursache der Zwangsstörung ist. Bei den derzeit verfügbaren Medikamenten gegen Zwangsstörungen handelt es sich ausschließlich um Antidepressiva, die den Neurotransmitterspiegel im Gehirn von Patienten mit Zwangsstörungen regulieren können, sodass die Neurotransmitter im Gehirn wieder in den Normalbereich zurückkehren und sich die Zwangssymptome dadurch verbessern.

Die zweite ist die Psychotherapie. Zu den häufig verwendeten psychologischen Behandlungsmethoden bei Zwangsstörungen gehören kognitive Verhaltenstherapie, psychodynamische Therapie, unterstützende Psychotherapie und Morita-Therapie. Unter ihnen gilt die kognitive Verhaltenstherapie als die wirksamste psychologische Behandlung von Zwangsstörungen. Generell kann eine medikamentöse Therapie in Kombination mit einer Psychotherapie die Zwangssymptome der Patienten deutlich verbessern und die Rückfallrate langfristig senken. Klinisch sprechen etwa 70 % der Patienten auf die Kombinationstherapie an.

Schließlich ist die Tiefe Hirnstimulation eine praktikable Behandlungsoption für Patienten, bei denen Medikamente und psychologische Interventionen nicht ansprechen.

Künstliche Intelligenz hilft bei der Erfassung von Gehirnsignalen bei Zwangsstörungen

Bei der Tiefenhirnstimulation handelt es sich um ein Verfahren, bei dem durch einen chirurgischen Eingriff Elektroden in das Gehirn des Patienten implantiert werden und mithilfe eines Impulsgenerators bestimmte Bereiche tief im Gehirn des Patienten stimuliert werden, um abnorme Gehirnwellen zu korrigieren und abnorme neurologische Symptome zu lindern. Da die Tiefe Hirnstimulation weder die Gehirnstruktur noch die normale Funktion zerstört, wird sie häufig zur Behandlung verschiedener neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen eingesetzt, wie beispielsweise Parkinson, essentieller Tremor, Dystonie, Epilepsie, Alzheimer usw.

Bei Patienten mit einer therapieresistenten Zwangsstörung, bei denen verschiedene Medikamente und Psychotherapie nicht angeschlagen haben, kann die Tiefe Hirnstimulation eine sehr gute therapeutische Wirkung haben. Bei mehr als der Hälfte der Patienten kommt es zu einer deutlichen Besserung der Symptome und einer deutlichen Verbesserung der Lebensqualität. Obwohl die Tiefe Hirnstimulation bei der Behandlung der Zwangssymptome einiger Patienten mit Zwangsstörungen nicht wirksam ist, werden ihre Begleitsymptome wie Angst und Depression deutlich gelindert.

Im Vergleich zu anderen neurochirurgischen Behandlungen besteht der Hauptvorteil der Tiefen Hirnstimulation darin, dass durch die Anpassung der Stimulationsfrequenz und -parameter eine möglichst präzise Behandlung erreicht, die Wirksamkeit erhöht und Nebenwirkungen reduziert werden können.

Bei Patienten mit Zwangsstörungen werden Häufigkeit und Intensität der Tiefen Hirnstimulation jedoch an die Erfahrung des Arztes angepasst. Die Zeit, die bei verschiedenen Patienten nach der Stimulation vergeht, bis eine Linderung der Symptome eintritt, variiert zwischen Wochen und Monaten, was die Behandlung sehr kompliziert macht. Um die Wirksamkeit der Tiefen Hirnstimulation zu verbessern, ist es daher notwendig, den Zeitpunkt der Zwangsstörungsanfälle des Patienten genau zu erkennen und eine gezielte Stimulation bereitzustellen.

Abbildung | Sammlung intrakranieller elektrophysiologischer Daten (Quelle: Nature)

Zu diesem Zweck rekrutierte das Forschungsteam um Professor Borton für das Experiment fünf Patienten mit schwerer Zwangsstörung, die sich einer Behandlung mit tiefer Hirnstimulation unterzogen. Sie sammelten die Gehirnwellenaktivität der Patienten, zeichneten ihr Leben und Verhalten mithilfe von Videos auf und nutzten künstliche Intelligenz, um die verschiedenen subtilen emotionalen Veränderungen der Patienten zu bewerten und sie der Gehirnwellenaktivität zuzuordnen.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Gehirnsignale bei Zwangsstörungen im Gegensatz zu früheren Erfahrungen nicht nur aus der ventralen inneren Kapsel/dem ventralen Striatum stammen, sondern auch aus der kortikalen-striatalen-thalamischen-kortikalen Schleife. Zusätzlich zu den Gehirnwellensignalen sammelten die Forscher eine Reihe von Biomarkern für das Verhalten von Zwangspatienten, darunter Gesichtsausdrücke und Körperbewegungen. Mithilfe künstlicher Intelligenz fanden sie heraus, dass diese Verhaltensweisen und Eigenschaften eng mit Signaländerungen im Gehirn zusammenhingen.

Abbildung | Schematische Darstellung der Wirkung der Tiefen Hirnstimulation (Quelle: Nature)

Gleichzeitig zeigten die Forscher, dass eine tiefe Hirnstimulation die Zwangssymptome der Patienten deutlich verbessern konnte, wenn diese diese Zwangsstörungskriterien sowohl hinsichtlich der Gehirnsignale als auch der Verhaltensmarker aufwiesen.

Offensichtlich können mithilfe dieser Marker in Zukunft präzisere automatisierte Systeme zur tiefen Hirnstimulation entwickelt werden. Sobald der Patient Anzeichen einer Zwangsstörung zeigt, kann das System die Tiefe Hirnstimulation automatisch erfassen und umgehend zur gezielten Linderung einsetzen und die Intensität der Stimulation automatisch an die Intensität der Symptome des Patienten anpassen.

Berichten zufolge entwickeln Forscher derzeit ein automatisiertes System zur Tiefenhirnstimulation. Gleichzeitig planen die Forscher, noch mehr Patienten für Studien zu rekrutieren, um mehr Anzeichen von Zwangsstörungen zu erfassen und so das automatisierte System zur Tiefenhirnstimulation genauer und effektiver steuern zu können.

Quellen:

https://www.nature.com/articles/s41591-021-01550-z

https://www.brown.edu/news/2021-12-09/ocd

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