Die Ähnlichkeit von
Zwillingsgehirnen

 

 Buy Article Permissions and Reprints

Zusammenfassung.

Zielsetzung: Prüfung der Grundannahme hirnmorphologischer Zwillingsstudien, dass die Gehirne eineiiger Zwillinge signifikant ähnlich sind. Methode: Hochauflösende MRT-Datensätze der Gehirne von 26 gesunden eineiigen Zwillingspaaren dienten als Grundlage der volumetrischen Vermessung von insgesamt 36 zerebralen Strukturen. Als Kontrollkollektiv wurden neue, nicht verwandte, aber gleichgeschlechtliche und nach Alter, Körpergröße und Körpergewicht sehr ähnliche Paare gebildet. Ergebnisse: Für Hemisphärenvolumen, graue und weiße Substanz des Frontal- und Temporallappens (R = 0,97 - 0,59) sowie für zahlreiche subkortikale Strukturen (R = 0,80 - 0,41) zeigten sich signifikante (p < 0,05) Korrelationen zwischen den Zwillingspaaren. Außer für Großhirnvolumen fanden sich bei den Kontrollpaaren keine signifikanten Ähnlichkeiten. Schlussfolgerung: Für die meisten der vermessenen zerebralen Areale ist die Annahme richtig, dass die Gehirne eineiiger Zwillinge deutlich ähnlicher sind als die Gehirne nicht verwandter Personen. Bei der Suche nach zerebralen Korrelaten neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen stellen eineiige Zwillinge, die diskordant für ein untersuchtes Merkmal sind, ein ausgezeichnetes Kollektiv dar.

The similarity of twin brains.

Purpose: To test the assumption underlying every morphometric twin study that the brains of monozygotic twins are almost identical. Methods: High resolution MRI of the neurocranium of 26 monozygotic twin pairs were acquired and the volumes of 36 cerebral structures were measured. The same twins served as control group after rearranging them into non-related pairs of same sex and matching them for age, body height and body weight. Results: For most of the examined structures the correlations within the twins were significant (R = 0,97 - 0,59). Except for total forebrain volume the controls showed no significant similarity. Conclusions: For almost every measured cerebral structure the assumption, that significant similarities exist between healthy monozygotic twins is correct. Therefore discordant monozygotic twins represent an excellent sample when investigating cerebral correlates of neurologic and psychiatric disorders.

Literatur

• 1 Armstrong E, Schleicher A, Omran H, Curtis M, Zilles K. The ontogeny of human gyrification.  Cereb Cortex. 1995;  5 56-63
  PubMedGoogle Scholar
• 2 Gilmore J H, Perkins D O, Kliewer M A, et al. Fetal brian development of twins assessed in utero by ultrasound: implications for schizophrenia.  Schizophr Res. 1996;  19 141-149
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 3 Gaziano E, Gazioano C, Brandt D. Doppler velocimetry determined redistribution of fetal blood flow: correlation with growth restriction in diamniotic monochoronic and dizygotic twins.  Am J Obstet Gynecol. 1998;  178 1359-1367
  PubMedGoogle Scholar
• 4 Christian J C, Hunter D S, Evans M M, Standeford F M. Association of handedness and birth order in monozygotic twins.  Acta Genet Med Gemellol (Roma). 1979;  28 67-68
  PubMedGoogle Scholar
• 5 Erdmann J, Nothen M M, Stratmann M, Fimmers R, Franzek E, Propping P. The use microsatelites in zygosity diagnosis of twins.  Acta Genet Gemellol (Roma). 1993;  42 45-51
  PubMedGoogle Scholar
• 6 Bartzokis G, Altshuler L L, Greider T, Curran J, Keen B, Dixon W J. Reliability of medial temporal lobe volume measurements using reformatted 3D images.  Psychiatry Res. 1998;  82 11-24
  PubMedGoogle Scholar
• 7 Harris G J, Barta P E, Peng L W, et al. MR volume segmentation of gray matter and white matter using manual thresholding: dependence on image brightness.  Am J Neuroradiol. 1994;  15 225-230
  PubMedGoogle Scholar
• 8 DeLisi L E, Tew W, Xie S, et al. A prospective follow-up study of brain morphology and cognition in first-episode schizophrenic patients.  Biol Psychiatry. 1995;  38 349-360
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 9 Vita A, Dieci M, Giobbio G M, et al. Language and thought disorder in schizophrenia: brain morphological correlates.  Schizophr Res. 1995;  15 243-251
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 10 Flaum M, Swayze V W, DS O'Leary. Effects of diagnosis, laterality, and gender on brain morphology in schizophrenia.  Am J Psychiatry. 1995;  152 704-714
  PubMedGoogle Scholar
• 11 Becker T, Elmer K, Schneider F, et al. Confirmation of reduced temporal limbic structure volume on magnetic resonance imaging in male patients with schizophrenia (published erratum appears in Psychiatry Res 1997 May 16; 74 (2): 127 - 128).  Psychiatry Res. 1996;  67 135-143
  PubMedGoogle Scholar
• 12 Zipursky R B, Marsh L, Lim K O, et al. Volumetric MRI assessment of temporal lobe structures in schizophrenia.  Biol Psychiatry. 1994;  35 501-516
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 13 Shenton M E, Kikinis R, Jolesz F A, et al. Abnormalities of the left temporal lobe and thought disorder in schizophrenia. A quantitative magnetic resonance imaging study.  N Engl J Med. 1992;  327 604-612
  PubMedGoogle Scholar
• 14 Suddath R L, Christison G W, Torrey E F, Casanova M F, Weinberger D R. Anatomical abnormalities in the brains of monozygotic twins discordant for schizophrenia (published erratum appears in N Engl J Med 1990 May 31; 322 (22): 1616) (see comments).  N Engl J Med. 1990;  322 789-794
  PubMedGoogle Scholar
• 15 Bartley A J, Jones D W, Torrey E F, Zigun J R, Weinberger D R. Sylvian fissure asymmetries in monozygotic twins: a test of laterality in schizophrenia.  Biol Psychiatry. 1993;  34 853-863
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 16 DeLisi L E, Hoff A L, Neale C, Kishner M. Asymmetries in the superior temporal lobe in male and female first-episode schizophrenic patients: measures of the planum temporale and superior temporal gyrus by MRI.  Schizophr Res. 1994;  12 19-28
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 17 Falkai P, Bogerts B, Greve B, et al. Loss of sylvian fissure asymmetry in schizophrenia. A quantitative post mortem study.  Schizophr Res. 1992;  7 23-32
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 18 Steinmetz H, Herzog A, Schlaug G, Huang Y, Jancke L. Brain (A) symmetry in monozygotic twins.  Cereb Cortex. 1995;  5 296-300
  PubMedGoogle Scholar
• 19 Bartley A J, Jones D W, Weinberger D R. Genetic variability of human brain size and cortical gyral patterns.  Brain. 1997;  120 257-269
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 20 Tramo M J, Loftus W C, Stukel T A, Green R L, Weaver J B, Gazzaniga M S. Brain size, head size, and intelligence quotient in monozygotic twins.  Neurology. 1998;  50 1246-1252
  PubMedGoogle Scholar
• 21 Reiss A L, Abrahams M T, Singer H S, Ross J L, Denckla M B. Brain development, gender and IQ in children.  Brain. 1996;  119 1763-1774
  PubMedGoogle Scholar
• 22 Carmelli D, DeCarli C, Swan G E, et al. Evidence for genetic variance in white matter hyperintensity volume in normal elderly male twins.  Stroke. 1998;  29 1177-1181
  PubMedGoogle Scholar
• 23 Reveley M A. Ventricular enlargement in schizophrenia. The validity of computerised tomographic findings.  Br J Psychiatry. 1985;  147 233-240
  PubMedGoogle Scholar
• 24 Oppenheim J S, Skerry J E, Tramo M J, Gazzaniga M S. Magnetic resonance imaging morphology of the corpus callosum in monozygotic twins.  Ann Neurol. 1989;  26 100-104
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 25 Pennington B F, Filipek P A, Lefly D, et al. A twin MRI study of size variations in human brain.  J Cogn Neurosci. 2000;  12 223-232
  CrossrefPubMedGoogle Scholar

Alexander Mohr

Neurologische Klinik
Abteilung Neuroradiologie
Universitätsklinikum Heidelberg

Im Neuenheimer Feld 400
69120 Heidelberg

Phone: + 49-62 21-56-75 66

Fax: + 49-62 21-56-46 73

Email: Alex_Mohr@med.uni-heidelberg.de