B. Greve

Post-mortem volume measurements of limbic system and basal ganglia structures in chronic schizophrenics: Initial results from a new brain collection

Volumes of the hippocampal formation, external and internal pallidum, caudate, putamen, and nucleus accumbens were measured in both hemispheres of recently collected post-mortem brains of 18 chronically ill schizophrenics and 21 control subjects. In the schizophrenic group, the hippocampal formation and the internal pallidum were significantly smaller in the right and left hemisphere, whereas external pallidum, putamen, caudate and accumbens were not significantly changed. Volumes of the hippocampus and of all evaluated parts of the basal ganglia were in the male schizophrenics more reduced than in the female patients. The right and left hemispheres were equally affected in both sexes. Since the mean brain weight was in patients and controls nearly identical, the volume differences can not be explained by a general brain atrophy or hypoplasia but rather indicate a more focal lack of brain tissue, by which some clinical features of the disease might be explained.

Disturbed planum temporale asymmetry in schizophrenia. A quantitative post-mortem study.

The planum temporale of the temporal cortex was investigated post-mortem in 24 schizophrenic patients and 24 age- and sex-matched control subjects. Schizophrenic patients demonstrated a 20% volume reduction of the left planum temporale (p = 0.032), whereas on the right side, there was a trend for increase in male schizophrenics (+22%, p = 0.17), while in female patients the volume was moderately decreased (-6%, p = 0.74). The mean anterior-posterior diameter of the planum temporale was significantly reduced in the left hemisphere (-20%, p = 0.008), but unchanged on the right side. The asymmetry coefficients (Galaburda et al. (1987) Neuropsychologia 25, 853-868) for the planum temporale cortex volume (p = 0.02) and anterior-posterior diameter (p = 0.002) but not for mean area (p = 0.61) were significantly different between schizophrenics and control subjects. These data support the idea of disturbed cerebral laterality in schizophrenia. The implications of methodology and patient samples are discussed.

Loss of sylvian fissure asymmetry in schizophrenia. A quantitative post mortem study.

The sylvian fissure is known to be one of the most asymmetric structures of the human brain. Sylvian fissure length was measured in post-mortem brains of 35 schizophrenic patients and 33 matched non psychiatric control subjects. The schizophrenics showed a significantly reduced length of the left sylvian fissure (-16%, p less than 0.0001) compared to the control subjects, while the right sylvian fissure length was unchanged. Sylvian fissure asymmetry (left/right ratio) was more reduced in male schizophrenics (-24%, p less than 0.001) than in female patients (-16%, p less than 0.03). This finding is consistent with several post-mortem and MRI studies showing left temporal lobe pathology in a significant proportion of patients and may indicate that schizophrenia is a disorder of early neurodevelopment causing impaired cerebral lateralization.

Reduced frontal and occipital lobe asymmetry on the CT-scans of schizophrenic patients. Its specificity and clinical significance

Frontal and occipital lobe width were determined in the computed tomographic (= CT) scans of 135 schizophrenic patients, 158 neuropsychiatrically healthy and 102 psychiatric control subjects, including patients with affective psychosis, neurosis and schizoaffective psychosis. Most healthy right handed subjects demonstrate a relative enlargement of the right frontal as well as left occipital lobe compared to the oposite hemisphere. These normal frontal and occipital lobe asymmetries were selectively reduced in schizophrenics (f.: 5%, p <.0005; o.: 3%, p <.05), irrespective of the psychopathological subgroup. Schizophrenic neuroleptic non-responders revealed a significant reduction of frontal lobe asymmetry (3%, p <.05), while no correlation between BPRS-subscores and disturbed cerebral laterality could be detected. In sum the present study demonstrates disturbed cerebral lateralisation in schizophrenic patients supporting the hypothesis of interrupted early brain development in schizophrenia.

Gestörte zerebrale Lateralität im CT Schizophrener Eine morphometrische Studie

Im Computertomogramm zeigt sich bei gesunden rechtshandigen Mannern und Frauen eine relative Erweiterung des rechten Frontal- bzw. linken Okzipitallappens gegenuber der kontralateralen Seite [1]. Diese Asymmetrie scheint bei einigen Erkrankungen des Zentralnervensystems wie der Dyslexie und dem Autismus gestort zu sein. Zwei von 14 computertomographischen Studien fanden auch bei Schizophrenen eine gestorte frontale und okzipitale Asymmetrie, 9 konnten eine gestorte zerebrale Lateralisierung zumindest fur Untergruppen schizophrener Patienten nachweisen. Die vorliegende Studie wurde an einer relativ grosen Gruppe von ersterkrankten schizophrenen Patienten und neuropsychiatrisch unauffalligen Kontrollen durchgefuhrt, um zu prufen, ob eine Storung der Lateralisierung das gesamte Gehirn Schizophrener betrifft oder ob es sich hier um ein fokales temporo-parietales Geschehen handelt, wie neuere post-mortem Studien vermuten lassen [2, 3].

Verminderte Länge der linken Sylvischen Fissur im Gehirn Schizophrener als Hinweis auf eine gestörte Lateralisierung

Seit 1972 gibt es circa 50 post-mortem Studien bei schizophrenen Patienten, wovon 22 beide Hemispharen untersucht haben. Hiervon machten 7 keine Angaben zur Seite, 8 fanden Veranderungen in der linken, 2 in der rechten Hirnhalfte und 5 bilateral. Diese sind schwerpunktmasig in limbischen Strukturen zu finden und wahrscheinlich auf eine gestorte Hirnentwicklung zuruckzufuhren [1]. Crow et al. [2] wiesen post-mortem im Gehirn Schizophrener im Vergleich zu neuropsychiatrisch unauffalligen Kontrollen einerseits und Patienten mit einer Alzheimerschen Erkrankung andererseits eine hochsignifikante selektive Erweiterung des linken Unterhorns nach. Auf der Grundlage dieser Studie wurde die Hypothese aufgestellt, das sich bei schizophrenen Patienten die zerebrale Lateralitat nicht ausbildet, weil das hierfur verantwortliche Gen verandert ist.

Hirnanatomische Untersuchungen bei Schizophrenen: Ergebnisse aus der neuen Düsseldorfer Hirnsammlung

In den letzten zwanzig Jahren wurden etwa 50 morphologische Post-mortem-Untersuchungen an Schizophrenen-Gehirnen durchgefuhrt. Die Mehrheit dieser Studien untersuchte limbische Strukturen und fand dort diskrete, aber signifikante pathomorphologische Veranderungen in Form von Volumen- und Zellzahldefiziten sowie gestorter Zytoarchitektur, wohingegen drei Studien negative Ergebnisse erbrachten (Literaturubersicht s. Bogerts 1993). Limbische Strukturdefekte bei Schizophrenen konnten auch durch eine Reihe kernspintomographischer Untersuchungen nachgewiesen werden (Bogerts et al. 1991, Shenton et al. 1992). Weniger haufig wurde uber Zellausfalle und Strukturvolumendifferenzen im Kortex (Benes et al. 1986, Pakkenberg 1987), Thalamus (Treff und Hempel 1958, Lesch und Bogerts 1984, Pakkenberg 1990) und Basalganglien (Hopf 1954, Dom et al. 1981, Bogerts 1984) berichtet. Die meisten Autoren gehen davon aus, das die hirnstrukturellen Veranderungen sehr fruh, d. h. pranatal oder perinatal erworben wurden, nicht progressiv sind und deshalb als Vulnerabilitatsmarker zu betrachten sind (Weinberger 1987, Bogerts 1990, Murray et al. 1991, Stevens 1992). Die bisherigen Befunde zeigen, das die Neuropathologie der Schizophrenen subtil und keinesfalls so homogen und offensichtlich ist wie die der bekannten degenerativen Hirnerkrankungen. Fast alle bisherigen Untersuchungen wurden an relativ kleinen Fallzahlen durchgefuhrt und beschrankten sich auf wenige Hirnregionen.