Schmahmann-Syndrom – Identifizierung des dritten Eckpfeilers der klinischen Ataxiologie

Eine Fülle aktueller Erkenntnisse aus detaillierten neuroanatomischen Untersuchungen, funktionellen Neuroimaging-Studien und eingehenden neuropsychologischen Untersuchungen von Patienten mit Kleinhirnerkrankungen hat gezeigt, dass das Kleinhirn nicht nur an der sensomotorischen Funktion beteiligt ist, sondern auch eine wesentliche Rolle bei der Modulation der kognitive und affektive Prozesse . Das Kleinhirn gilt seit vielen Jahrzehnten als reiner Motorcontroller und die neurologische Untersuchung von Kleinhirnerkrankungen richtet sich seit langem ausschließlich auf okulomotorische Störungen, sprachmotorische Defizite, Gliederkoordinationsstörungen und Haltungs- / Gangschwierigkeiten . Das cerebellar motor Syndrome (CMS; Schwerpunkt Extremitätendefizite) und das vestibulo-cerebelläre Syndrom (VCS; Schwerpunkt okulomotorische Defizite) haben nun einen dritten Eckpfeiler gefunden: das Schmahmann-Syndrom, bestehend aus kognitiven und affektiven Defiziten aufgrund von Kleinhirnerkrankungen. Ziel dieses Leitartikels ist es, dieses neue Syndrom in den Kontext der Kleinhirnbewertung für Kliniker zu stellen. Wir betrachten kurz die Anatomie des Kleinhirns, fassen das CMS und das VCS zusammen und berichten anschließend über den dritten Meilenstein, den J.D. Schmahmann erreicht hat.

Kurze Anatomie des Kleinhirns

Das Kleinhirn ist in drei Lappen unterteilt: den Vorderlappen, den Hinterlappen und den Flockuloknotenlappen. Die vordere Fissur grenzt die ersten beiden Lappen ab. Die posterolaterale Fissur befindet sich zwischen dem Hinterlappen und dem Flockuloknotenlappen. Larsell unterteilte das Kleinhirn in 10 Läppchen (I bis X; siehe Abbildung 1): Der Vorderlappen besteht aus den Läppchen I-V, der Hinterlappen umfasst die Läppchen VI-IX und der flockulo-noduläre Lappen entspricht dem Läppchen X. Obwohl die Form des Kleinhirns zwischen den Probanden unterschiedlich ist, werden die 10 Läppchen immer identifiziert . Zwischen den beiden Kleinhirnhemisphären besteht normalerweise eine Asymmetrie in der Größe, wobei die linke Hemisphäre in den meisten Fällen größer ist als die rechte. Larsells Nomenklatur hat große Auswirkungen auf das Verständnis der Symptom-Läsions-Kartierung bei Kleinhirnerkrankungen.

Obwohl das Kleinhirn in Bezug auf neuronale Schaltkreise stark stereotyp ist, zeichnet es sich durch eine funktionelle Kompartimentierung aufgrund spezifischer Input–Output-Pfade für jede Kleinhirnregion aus. Verbindungen zwischen dem Kleinhirn und der Großhirnrinde werden in parallel verlaufenden Wiedereintrittsschleifen getrennt (Abbildung 2):

– eine primäre sensomotorische Region befindet sich im Vorderlappen und dem angrenzenden Teil des Lobulus VI. Eine zweite sensomotorische Region befindet sich im Lobulus VIII. Motorische Kortizes ragen in die kaudale Hälfte des Pons, die sich in den kontralateralen Vorderlappen hineinragt. Der Vorderlappen ragt über Thalamuskerne zu den motorischen Kortizes zurück.

– Der Hinterlappen (Läppchen VI, Läppchen VIIA, zu dem Crus I und Crus II gehören, Läppchen VIIB) gilt als kognitives Kleinhirn. Die Assoziationskortices des Großhirns projizieren zu den medialen rostralen Pons für die präfrontalen Fasern und zu den dorsalen / lateralen ventralen Pontinkernen für die posterioren Fasern. Pontinkerne projizieren sich zum Hinterlappen. Darüber hinaus umfasst der Vermis Zonen, die mit dem limbischen System verbunden sind, das Emotionen unterwirft. Der hintere Lappen des Kleinhirns ragt mit einem Relais in Thalamuskernen in die Großhirnrinde zurück.

– Der flocculo-noduläre Lappen erhält afferente Projektionen von den vestibulären Kernen. Es wurden drei Hauptbereiche identifiziert: der Flocculus-Paraflocculus, der Nodulus-ventrale Uvula (Läppchen IX und X) und der dorsale okulomotorische Vermis (Läppchen V–VII), der der fastigialen okulomotorischen Region zugrunde liegt. Das vestibulo-cerebelläre und das vestibulo-spinale System sind eng miteinander verbunden.

Fastigialkerne, Interpositus-Kerne und Dentatkerne sind die Hauptziele der Purkinje-Neuronen. Aus Gründen der Klarheit werden wir die Verteilung von moosigen Fasern und Kletterfasern nicht überprüfen.

Das kleinhirnmotorische Syndrom (CMS)

Das CMS erfasst Kleinhirndysarthrie (Ataxie), Extremitätenataxie und Haltungs- / Gangdefizite . Die Gemeinsamkeit zwischen diesen Symptomen ist ein Mangel an motorischer Koordination zwischen den Muskeln, was zu einem Unter- oder Überschwingen der beabsichtigten Zielposition führt . Die folgenden klinischen Manöver und Richtlinien können für die klinische Beurteilung verwendet werden:

1. ( a)

   zerebelläre/ ataxische Dysarthrie: die phonetische Qualität der motorischen Sprachproduktion wird mittels formaler Dysarthrie-Tests und durch Analyse der phonoartikulatorischen Qualität der Konversationssprache bewertet

2. ( b)

   Extremitätenataxie: Ataxische Störungen werden durch Finger-zu-Finger-Test, Finger-zu-Nase-Test, Pronations- / Supinationswechselbewegungen, Stewart-Holmes-Manöver, Knie-Tibia-Test (Ferse-Schienbein) und Ferse-zu-Knie-Test identifiziert

3. ( c)

   Haltungsdefizite / Gangdefizite: Stehvermögen, Körperbewegung, Ganggeschwindigkeit und Gehvermögen werden bewertet, um Gang- und Haltungsstörungen zu identifizieren.

Eine Reihe von formalen Instrumenten werden derzeit verwendet, um motorische Defizite bei ataktischen Störungen zu quantifizieren. Dazu gehören die International Cooperative Ataxia Rating Scale (ICARS) , die Scale for the Assessment and Rating of Ataxia (SARA) und die Brief Ataxia Rating Scale (BARS) . ICARS ist eine 100-Punkte-Skala und besteht aus 19 Elementen. Es ist ein validiertes und nützliches Instrument zur Quantifizierung der Kleinhirnmotorik Aufgrund seiner Verabreichungsdauer ist seine Verwendung in routinemäßigen klinischen Umgebungen jedoch begrenzt. SARA ist eine viel kürzere, validierte 8-Item, 40-Punkte-Skala. Das ERGEBNIS ist eine validierte, einfach zu administrierende und zuverlässige 30-Punkte-Skala, die auf einer Modifikation der ICARS basiert. Es besteht aus einer 5-teiligen Teilmenge von Tests, die speziell für klinische Zwecke entwickelt wurden. Diese Skalen enthalten Subscores im Zusammenhang mit der Bewertung von CMS.

Das vestibulo-cerebelläre Syndrom (VCS)

Patienten mit VCS klagen typischerweise über Schwindel, Schwindel und Ungleichgewicht . Die okulomotorischen Defizite, die intrinsisch Teil des VCS sind, werden bewertet mittels:

1. ( a)

   Beurteilung der Lage der Augenkugeln

2. ( b)

   Prüfung des Okularsystems

3. ( c)

   Prüfung von Sakkaden

4. ( d)

   Prüfung der vestibulo-okulären Reflexe

Tabelle 1 listet die neurologischen Anzeichen des VCS als Funktion der betroffenen Region auf .

Wie bei CMS enthalten Ataxie-Bewertungsskalen Subscores für die Quantifizierung von VCS. Sowohl die ICARS als auch die BARS bewerten die okulomotorischen Bewegungen. SARA wurde für das Fehlen einer okulomotorischen Beurteilung kritisiert.

Schmahmann-Syndrom

Bereits im 19.Jahrhundert deuteten eine Reihe klinischer Fallbeschreibungen auf einen möglichen Zusammenhang zwischen angeborener Kleinhirnpathologie und kognitiven sowie affektiven Störungen (z.B. ) hin, eine mögliche Korrelation wurde jedoch jahrzehntelang verworfen. In den letzten 25 Jahren hat sich die traditionelle und eingeschränkte Sichtweise des Kleinhirns allein als Koordinator der motorischen Funktion auf die eines entscheidenden Modulators der Neurokognition und des Affekts ausgeweitet. Nach einer Fülle neuroanatomischer, experimenteller und klinischer Evidenz zur Unterstützung eines Kleinhirnbeitrags zur nichtmotorischen Kognition und Affekt, die Einführung des Konzepts ‚Kleinhirn kognitives affektives Syndrom‘ (CCAS) in den späten 1990er Jahren von J.D. Schmahmann eröffnete ein völlig neues Gebiet in der Verhaltensneurowissenschaft und etablierte eine grundlegende Rolle des Kleinhirns bei der Modulation von Neurokognition und Affekt . In einer prospektiven Studie mit 20 Patienten mit ätiologisch unterschiedlichen Pathologien, die auf das Kleinhirn beschränkt waren, schlossen Schmahmann und Sherman aus neurobehavioralen Bewertungen, dass es eine typische Konstellation von Kleinhirn-induzierten Defiziten gibt, die sie als CCAS (Schmahmann-Syndrom) bezeichneten. Das Schmahmann-Syndrom ist durch eine Ansammlung multimodaler Störungen gekennzeichnet, darunter: 1) Exekutivdefizite (mangelhafte Planung, Set-Shifting, abstraktes Denken, Arbeitsgedächtnis und verminderte verbale Fließfähigkeit), 2) Störung der visuell-räumlichen Wahrnehmung (visuell-räumliche Desorganisation und beeinträchtigtes visuell-räumliches Gedächtnis), 3) Persönlichkeitsveränderungen (Abflachung oder Abstumpfung des Affekts und enthemmtes oder unangemessenes Verhalten) und 4) sprachliche Beeinträchtigungen (Dysprosodien, Agrammatismus, leichte Anomie). Die Analyse der klinischen Daten ergab jedoch, dass nicht alle Defizite bei jedem Patienten auftraten, sondern bestimmte Symptome besonders ausgeprägt waren. Eine verminderte verbale Fließfähigkeit, die sich nicht auf Dysarthrie bezog, wurde bei 18 der 20 Patienten festgestellt. In 19 Fällen wurde eine visuell-räumliche Desintegration festgestellt, die hauptsächlich aus einer Störung des sequentiellen Ansatzes zum Zeichnen und Konzeptualisieren von Figuren bestand. Achtzehn der 20 Patienten wiesen exekutive Funktionsstörungen auf, die das Arbeitsgedächtnis, die motorische und mentale Verschiebung sowie die Ausdauer von Handlungen und Zeichnungen betrafen. Bei 15 Patienten zeigten sich frontalähnliche verhaltens- und affektive Veränderungen. Es kam zu einer Abflachung des Affekts oder der Enthemmung in Form von Überfamiliarität, extravaganten und impulsiven Handlungen und humorvollen, aber unangemessenen Kommentaren. Das Verhalten wurde in einigen Fällen als regressiv und kindlich charakterisiert, und gelegentlich wurden zwanghafte Merkmale beobachtet. Defizite in der mentalen Arithmetik waren bei 14 Patienten offensichtlich. Bei 13 Patienten war das Sehvermögen beeinträchtigt. Acht Patienten entwickelten eine abnormale Prosodie, die durch hohe Tonhöhe, Jammern und eine hypophone Sprachqualität gekennzeichnet war. Mnestische Defizite (verbales und visuelles Lernen und Erinnern) wurden bei einigen beobachtet. Die Ansammlung von Symptomen, die das Schmahmann-Syndrom definieren, war mit einer Abnahme der allgemeinen intellektuellen Kapazität verbunden.

Aus anatomisch-klinischer Sicht waren kognitive und affektive Beeinträchtigungen bei Patienten mit großen, bilateralen oder pancerebellären Störungen ausgeprägter und generalisierter, insbesondere im Zusammenhang mit einem akuten Ausbruch einer Kleinhirnerkrankung. Die Schädigung des Hinterlappens war besonders wichtig für die Entstehung dieses neuartigen Syndroms. Eine Schädigung der proximalen Regionen war bei Patienten mit Affektstörungen durchweg vorhanden. Vorderlappenschäden erwiesen sich als weniger wichtig, um kognitive und Verhaltensdefizite zu verursachen. Das Schmahmann-Syndrom bei Patienten mit Schlaganfall verbesserte sich im Laufe der Zeit, aber die exekutive Funktion blieb abnormal.

Schmahmann und Sherman wiesen darauf hin, dass es auf der Grundlage ihrer Beobachtungen nicht möglich sei, den Beitrag des geschädigten Kleinhirns zu diesen abnormalen Verhaltensweisen von dem der Hirnregionen zu unterscheiden, die neu ihrer Verbindungen mit dem Kleinhirn beraubt wurden. In der Tat sind die klinischen Merkmale der kognitiven und affektiven Beeinträchtigungen, die das Schmahmann-Syndrom ausmachen, identisch mit denen, die normalerweise bei Patienten mit supratentoriellen Läsionen festgestellt werden, die die kortikalen Assoziationsbereiche und paralimbischen Regionen und ihre Verbindungen betreffen. Zum Beispiel resultieren sozial unangemessenes Verhalten, Persönlichkeitsveränderungen und affektive Veränderungen typischerweise aus einer Schädigung des Frontallappens. Reziproke neuroanatomische Verbindungen, die die zerebralen Assoziationsbereiche und paralimbischen Regionen mit dem Kleinhirn verbinden, bilden die Grundlage für die Erklärung der pathophysiologischen Mechanismen der zerebellär induzierten kognitiven und affektiven Defizite. Wie von Schmahmann und Mitarbeitern in einer einflussreichen Reihe neuroanatomischer Studien hervorgehoben, besteht die anatomische Schaltung des Zerebrocerebellars aus einem Feedforward-Glied (den Kortikopontin- und Pontocerebellarwegen) und einem Feedback-Glied (den cerebellothalamischen und thalamokortikalen Systemen), das das Kleinhirn wechselseitig mit den supratentorialen Regionen verbindet, die entscheidend an der kognitiven und affektiven Verarbeitung beteiligt sind. Moderne nicht-invasive Techniken wie die transkranielle Magnetstimulation (TMS) und die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) ermöglichen es, die kausale Rolle des Kleinhirns bei abnormalem Verhalten zu untersuchen und unser Verständnis der Beiträge des Kleinhirns in den zerebrozerebellären Schaltkreisen durch Modulation der Konnektivität zwischen Kleinhirn und Hirnrinde zu bereichern . Diese Techniken könnten hilfreich sein, um die spezifischen Rollen verschiedener anatomischer Regionen des Kleinhirns aufzuklären.

Das Schmahmann-Syndrom wurde in einer Vielzahl von Publikationen ausführlich dokumentiert, die sowohl Kinder als auch Erwachsene mit ätiologisch heterogenen angeborenen, neurologischen Entwicklungsstörungen und erworbenen neurologischen und psychiatrischen Störungen (hauptsächlich) des Kleinhirns beschreiben. Innerhalb eines großen klinischen Spektrums von leichten bis schweren zerebellär induzierten kognitiven und affektiven Dysfunktionen kann das „posteriore Fossa-Syndrom“ (PFS), auch bekannt als „zerebelläres Mutismus-Syndrom“ (z. B. ), als semiologischer Subtyp des Schmahmann-Syndroms angesehen werden . Bei diesem Syndrom geht ein vollständiger Verlust der Sprachdynamik (verbaler Mutismus) einher mit (frontalähnlichen) Verhaltensstörungen wie Apathie, Antriebslosigkeit oder verminderter Initiative, Unbekümmertheit, untröstlichem Weinen und Jammern. Vorübergehende Sprachlosigkeit wird allgemein als das Markenzeichen des PFS angesehen, aber Mutismus tritt gelegentlich überhaupt nicht auf und eine breite Palette von postoperativen Neuroverhaltensdefiziten, die vollständig mit dem Schmahmann-Syndrom (z. B.) übereinstimmen, kann bei sorgfältiger Suche gefunden werden.

Aktuelle Methoden zur Beurteilung des Neuroverhaltens umfassen eine Vielzahl standardisierter neuropsychologischer Testbatterien und Fragebögen, die in erster Linie dazu dienen, die Integrität kognitiver und affektiver Funktionen auf supratentorieller Ebene zu untersuchen (z. B. Wechslers Intelligenz- und Gedächtnisskalen). Infolgedessen kann eine Reihe subtiler kognitiver und affektiver Beeinträchtigungen nach Störung der modulatorischen Rolle des Kleinhirn-Großhirn-Netzwerks bei Kognition und Affekt mit diesen groben Bewertungsinstrumenten unbemerkt bleiben. Im Gegensatz zu CMS und VCS gibt es noch keine einzige Skala oder klinisches Instrument, das validiert und einfach zu verwalten ist, um zerebellär induzierte kognitive und affektive Dysfunktionen, die das Schmahmann-Syndrom ausmachen, zuverlässig zu bewerten. Weitere Studien sind erforderlich.