Wie Antibabypillen die funktionale Individualität des Gehirns beeinflussen

LONDON (IT BOLTWISE) – Eine neue Studie zeigt, dass Antibabypillen die funktionale Organisation des Gehirns verändern können.

Eine aktuelle neuroimaging-Studie legt nahe, dass orale Kontrazeptiva die funktionale Organisation des Gehirns beeinflussen können. Forscher fanden heraus, dass diese Pillen die Individualität der Gehirnnetzwerk-Muster verringern und die Konnektivität in Schaltkreisen beeinflussen können, die mit der emotionalen Regulation verbunden sind. Diese Ergebnisse, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Human Brain Mapping, ergänzen die wachsende Forschung darüber, wie hormonelle Verhütungsmittel das Gehirn beeinflussen.

Orale Kontrazeptiva werden weltweit von über 150 Millionen Menschen genutzt und sind eine der häufigsten Formen der hormonellen Verhütung. Diese Pillen enthalten in der Regel synthetische Versionen der Hormone Östrogen und Gestagen, die zusammenarbeiten, um eine Schwangerschaft zu verhindern, indem sie den Eisprung unterdrücken, den Zervixschleim verdicken und die Gebärmutterschleimhaut verändern. Dadurch unterbrechen sie effektiv die natürlichen hormonellen Zyklen, die die Fortpflanzungsfunktion regulieren.

Während sie allgemein als sicher und effektiv gelten, erstreckt sich ihr Einfluss über das Fortpflanzungssystem hinaus. Da Sexualhormone auch mit Gehirnregionen interagieren, die an Emotion, Kognition und Belohnung beteiligt sind, haben Forscher Fragen aufgeworfen, ob orale Kontrazeptiva die Gehirnfunktion breiter verändern könnten.

Einige Nutzer berichten von emotionalen Nebenwirkungen wie Reizbarkeit, Traurigkeit oder Stimmungsschwankungen, insbesondere in den ersten Monaten der Anwendung. In anderen Fällen sind orale Kontrazeptiva mit Stimmungsverbesserungen verbunden, insbesondere bei Personen mit bereits bestehender hormoneller Stimmungssensitivität. Trotz dieser individuellen Unterschiede verstehen Forscher noch nicht vollständig, warum einige Menschen anfälliger für negative emotionale Effekte sind als andere.

Frühere Bildgebungsstudien des Gehirns haben nahegelegt, dass orale Kontrazeptiva die Gehirnstruktur und -konnektivität verändern können, einschließlich in Regionen, die mit emotionaler Regulation, Gedächtnis und sozialer Verarbeitung verbunden sind. Diese Studien haben jedoch oft widersprüchliche Ergebnisse geliefert. Viele stützten sich auf Beobachtungsdesigns oder kleine, querschnittliche Stichproben, was die Fähigkeit einschränkt, kausale Schlussfolgerungen zu ziehen.

Um diese Lücken zu schließen, führte ein Forschungsteam unter der Leitung von Gino Haase von der University of Cambridge und Nicole Petersen von der UCLA eine randomisierte, doppelblinde, placebokontrollierte Crossover-Studie durch, um zu bewerten, ob orale Kontrazeptiva messbare Veränderungen in der Gehirnnetzwerkaktivität und der Stimmung innerhalb von Individuen hervorrufen.

Die Forscher rekrutierten 26 Frauen im Alter von 20 bis 33 Jahren, die über negative Stimmungssymptome bei der Verwendung hormoneller Verhütungsmittel berichteten. Jede Teilnehmerin absolvierte zwei Studienarme: einen, in dem sie orale Kontrazeptiva (30 µg Ethinylestradiol und 0,15 mg Levonorgestrel) für 18–21 Tage einnahm, und einen, in dem sie ein passendes Placebo einnahm. Eine vollständige Menstruationszyklus-Waschperiode trennte die beiden Arme. Während beider Phasen unterzogen sich die Teilnehmerinnen Ruhezustands-fMRT-Scans und gaben tägliche Selbstberichte über die Stimmung mit dem Daily Record of Severity of Problems (DRSP) ab.

Blutproben bestätigten, dass die Hormonspiegel während der Phase der oralen Kontrazeptiva unterdrückt waren. Die Forscher analysierten dann die Gehirnbildgebungsdaten, um die funktionelle Konnektivität zu untersuchen – Muster synchronisierter Aktivität zwischen verschiedenen Gehirnregionen im Laufe der Zeit. Im Gegensatz zur strukturellen Konnektivität, die sich auf die physische Verkabelung des Gehirns durch anatomische Pfade bezieht, spiegelt die funktionelle Konnektivität wider, wie verschiedene Regionen dynamisch miteinander koordiniert werden, selbst in Abwesenheit einer expliziten Aufgabe.

Das Forschungsteam versuchte zunächst, spezifische Ergebnisse aus drei früheren Studien zu replizieren, die Veränderungen in der Konnektivität zwischen Gehirnregionen wie der Amygdala, dem dorsalen anterioren cingulären Kortex und dem Putamen während der Verwendung oraler Kontrazeptiva identifiziert hatten. Diese Regionen sind häufig an der Emotionsregulation und der Belohnungsverarbeitung beteiligt.

Die aktuelle Studie konnte diese Ergebnisse weitgehend nicht replizieren. Beispielsweise wurde ein zuvor berichteter Anstieg der Konnektivität zwischen der Amygdala und dem ventromedialen präfrontalen Kortex nicht beobachtet. Auch erwartete Veränderungen in der dorsalen anterioren cingulären oder parahippocampalen Konnektivität wurden nicht gefunden. Eine teilweise Ausnahme war ein Anstieg der Konnektivität zwischen dem Putamen und einer Region des mittleren Frontallappens, obwohl dies im Gegensatz zu früheren Ergebnissen in der entgegengesetzten Hemisphäre auftrat.

Die Forscher vermuten, dass methodische Unterschiede – einschließlich Stichprobengröße, hormoneller Formulierung oder analytischer Strategien – für das Fehlen von Replikationen verantwortlich sein könnten. Diese Inkonsistenzen führten das Team dazu, breitere, ganzheitliche Effekte der Verwendung oraler Kontrazeptiva zu untersuchen.

Um zu untersuchen, ob orale Kontrazeptiva diffusere Effekte auf Gehirnnetzwerke hatten, wandten die Forscher eine Technik namens funktionelles Connectome-Fingerprinting an. Diese Methode identifiziert Konnektivitätsmuster, die für jede Person einzigartig sind, und kann Veränderungen in diesen Mustern unter verschiedenen Bedingungen erkennen.

Die Analyse ergab, dass orale Kontrazeptiva die Gehirnkonnektivitätsprofile der Teilnehmerinnen ähnlicher machten und die Variabilität zwischen den Personen verringerten. Während das Gehirnmuster jeder Teilnehmerin über die Bedingungen hinweg identifizierbar blieb, war die allgemeine Unterscheidbarkeit des funktionellen Connectoms jeder Person während der Verwendung oraler Kontrazeptiva geringer. Dieser Effekt war am stärksten in Netzwerken, die an der exekutiven Kontrolle, der somatomotorischen Verarbeitung, der Salienzdetektion und dem Standardmodus beteiligt sind.

Diese Konvergenz deutet darauf hin, dass orale Kontrazeptiva einen normalisierenden oder dämpfenden Effekt auf die funktionale Architektur des Gehirns ausüben könnten. Anstatt spezifische Regionen zu beeinflussen, scheint der Einfluss globaler zu sein – wie ganze Netzwerke konfiguriert sind und die funktionale Individualität des Gehirns verringern.

Neben diesen netzwerkweiten Verschiebungen fanden die Forscher auch Hinweise, die Gehirnveränderungen mit selbstberichteten Stimmungssymptomen in Verbindung bringen. Die Teilnehmerinnen erlebten während der Phase der oralen Kontrazeptiva mehr negative Affekte, gemessen durch den DRSP. Die Forscher identifizierten 13 spezifische Verbindungen zwischen Gehirnregionen, die signifikant mit einem Anstieg der negativen Stimmung korrelierten.

Diese Verbindungen betrafen Bereiche wie den Frontalpol, den oberen Frontallappen, den posterioren cingulären Kortex und den Precuneus – alles Regionen, die dafür bekannt sind, Rollen in der emotionalen Verarbeitung, dem selbstreferenziellen Denken und der Regulierung interner Zustände zu spielen. Die Ergebnisse legen nahe, dass durch orale Kontrazeptiva bedingte Veränderungen in diesen Schaltkreisen den von einigen Nutzern berichteten Stimmungssymptomen zugrunde liegen könnten.

Anstatt auf eine einzelne Gehirnregion hinzuweisen, die für diese Effekte verantwortlich ist, unterstützen die Ergebnisse die Idee eines verteilten, hormonsensitiven Netzwerks, das an emotionalen Veränderungen während hormoneller Übergänge beteiligt sein könnte – wie Menstruation, postpartale Perioden oder Verhütungsgebrauch.

Aber die Studie hat, wie alle Forschung, ihre Einschränkungen. Die Stichprobengröße war relativ klein (26 Teilnehmerinnen), was die Generalisierbarkeit einschränken und die Wahrscheinlichkeit von falsch-positiven oder verpassten Effekten erhöhen kann. Nur eine Formulierung von oralen Kontrazeptiva wurde getestet, sodass die Ergebnisse möglicherweise nicht auf andere hormonelle Kombinationen anwendbar sind. Die Studie maß die Gehirnaktivität im Ruhezustand, was bedeutet, dass sie nicht erfasste, wie orale Kontrazeptiva das Gehirn während emotionaler oder kognitiver Aufgaben beeinflussen.

Darüber hinaus dauerte die Intervention nur wenige Wochen. Es bleibt unbekannt, ob eine längere Anwendung diese Konnektivitätsverschiebungen verstärken, reduzieren oder die Art dieser Veränderungen verändern würde. Schließlich, obwohl Assoziationen zwischen Gehirnkonnektivität und Stimmung beobachtet wurden, kann die Studie keinen definitiven kausalen Zusammenhang zwischen ihnen herstellen.

Trotz dieser Einschränkungen legt die Studie nahe, dass orale Kontrazeptiva messbare und weitreichende Veränderungen in der Gehirnkonnektivität hervorrufen können. Diese Veränderungen sind nicht auf isolierte Regionen beschränkt, sondern erstrecken sich über mehrere große Gehirnnetzwerke. Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass orale Kontrazeptiva die Einzigartigkeit individueller Gehirnnetzwerkmuster verringern können, ein Befund mit Implikationen für sowohl Forschung als auch klinische Versorgung.

Die Forscher schlagen vor, dass zukünftige Studien auf diesen Ergebnissen aufbauen könnten, indem sie größere und vielfältigere Stichproben einbeziehen, zusätzliche Formulierungen testen und multivariate Werkzeuge wie Connectome-Fingerprinting verwenden, um besser zu verstehen, wie hormonelle Verhütungsmittel mit Gehirnfunktion und Verhalten interagieren. Sie schlagen auch vor, dass das in dieser Studie identifizierte Netzwerk von Gehirnregionen als Kandidat für die Untersuchung von Stimmungsveränderungen über verschiedene hormonsensitive Bedingungen hinweg dienen könnte.

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