Das verdrahtete Gehirn

wissen aktuell: Schaltzentrale Gehirn

Nervenzellen kommunizieren im gesunden Gehirn durch elektrische Impulse in unregelmäßiger Abfolge. Bei Parkinsonkranken feuern sie jedoch im gleichen Takt. Der Hirnschrittmacher soll dies korrigieren.

Volker Sturm - Neurochirurg, Universitätsklinikum Köln:
Wir implantieren dünne Sonden, dünne Elektroden, die 0,8 Millimeter nur dick sind, exakt in die nicht mehr richtig regulierten Hirnareale, die wir vorher lokalisieren und schließen die dann an den eigentlichen Schrittmacher an, der wie ein Herzschrittmacher auf dem Brustmuskel unter der Haut eingepflanzt wird.

Etwa 400mal pro Jahr wird in Deutschland diese Operation durchgeführt. Die Sonde wird in einer sehr aufwändigen Operation direkt in das Hirn des Patienten implantiert. Dabei werden die Hirnzellen weder zerstört noch geschädigt. Sie werden lediglich durch die elektrischen Impulse der Sonde reguliert, auf ein normales Niveau gebracht. „Tiefe Hirnstimulation“ nennt man das. Der Eingriff ist jederzeit umkehrbar.

Das bisherige Verfahren gibt den Betroffenen bereits viel an Lebensqualität zurück. Die krankhaft synchronen Rhythmen der Neuronen werden durch den elektrischen Dauerreiz der Hirnsonde unterdrückt. Symptome wie Muskelsteifheit oder unkontrollierbares Zittern verschwinden. Doch der starre Dauerreiz kann auch Nebenwirkungen haben.

Volker Sturm:
Das kann im Einzelfall bei der Parkinsonschen Erkrankung zu einer Verschlechterung der Sprache während der Stimulation führen. Es ist dann so, dass die Motorik insgesamt wesentlich besser ist, aber eben die Sprache schlechter.

Das soll sich ändern und daran ist Peter Tass maßgeblich beteiligt. Der Mediziner, Mathematiker und Physiker beherrscht sowohl die Klaviertasten als auch die Welt der Algorithmen. Er verknüpfte Neurochirurgie mit Mathematik. Am Forschungszentrum Jülich testen er und Volker Sturm den gemeinsam entwickelten schonenden Hirnschrittmacher.

Die krankhaft synchronisierten Nervenzellen werden hierbei nur durch einen kurzen elektrischen Reiz stimuliert. Er unterdrückt nicht, sondern korrigiert. Die synchronisierten Neuronen lösen sich in kleinere Gruppen auf. Durch ihr ständiges Bestreben, sich aus dieser Formation wieder zu synchronisieren, bewirken sie zunächst selbst den Zustand der Desynchronisation. Erst wenn der synchrone Takt wieder erreicht ist, erfolgt ein neuer Reiz. Ende 2008 wurde der verbesserte Hirnschrittmacher erstmals bei einem Parkinson-Patienten implantiert und kann nun bei weiteren Erkrankungen eingesetzt werden.

Peter A. Tass - Neurowissenschaftler, Forschungszentrum Jülich:
Bei all den Erkrankungen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass übermäßig starke synchrone Aktivität im Gehirn vorhanden ist, das ist in der Neurologie der Fall bei Bewegungsstörungen, bei Epilepsien, Funktionszuständen nach Schlaganfall und im Bereich der Psychiatrie wären dies z.B. anderweitig nicht behandelbare Depressionen oder Zwangserkrankungen.

Das weckt Hoffnung bei den Betroffenen. Ein weiterer Fortschritt auf dem schier unerschöpflichen Gebiet der Hirnforschung ist gelungen.

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