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24. Januar 2011 08:59 Uhr

Forschung

Nervenkitzel auf Knopfdruck

Pei Parkinson, Zwangserkrankungen und Depressionen sollen Hirnschrittmacher Krankheitssymptome abschalten. Wissenschaftler sehen ein großes, noch unentdecktes Potenzial für den Einsatz der tiefen Hirnstimulation.

  1. Per Elektroden wird von außen der Erfolg der Operation überprüft. Foto: dpa

Karl-Heinz Fritz hat Parkinson. Ein Mangel des Botenstoffes Dopamin bremst die Nachrichtenübermittlung in seinen Hirnregionen. "Ich treibe gerne Sport. Aber Fahrradfahren konnte ich nicht mehr", erzählt der 69-Jährige. Die Krankheit lähmte vor allem die Nervenzentren, die in seinem Gehirn die Bewegungen der Muskeln planen und steuern. Unbeweglich, manchmal sogar starr seien seine Glieder und Gesichtszüge durch den Morbus Parkinson geworden, erzählt Fritz (Name von der Reaktion geändert).

Mediziner und Medikamente – nichts half mehr richtig. Bis Volker Coenen kam. Der Arzt von der Universitätsklinik Bonn bot ihm eine neue Chance. Ein elektrischer Schrittmacher, so versprach er dem Patienten, könne durch schwache elektrische Impulse diejenigen Areale ausschalten, die für die typischen Symptome der Parkinson Krankheit verantwortlich sind. Kurze Zeit später ließ sich Fritz im Operationssaal hauchdünne Elektroden punktgenau ins Gehirn implantiert.

Bereits wenige Tage nach dem Eingriff ging Karl-Heinz F. mit seinem Hund, einem Labrador, auf dem Venusberg neben dem Klinikgelände spazieren: "Ich kann gar nicht beschreiben, was das für ein Gefühl ist, wenn plötzlich diese Unbeweglichkeit weg ist." Er rät jedem Betroffenen, eine solche Chance zu nutzen. "Wir können die Krankheit zwar bisher nicht heilen, dafür aber gut behandeln", sagt auch der Mediziner Coenen.

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Beim Parkinson ist die Tiefe Hirnstimulation seit Anfang der 90er Jahre etabliert, weltweit hat sie bisher bei rund 50 000 Menschen Symptome wie Steifheit, Verlangsamung, Gleichgewichtsstörungen oder unkontrolliertes Zittern gelindert. In letzter Zeit geraten jedoch immer mehr psychische oder neurologische Leiden des Gehirns in den Fokus, denen Gehirnforscher und Neurochirurgen ebenfalls mit der Tiefe Hirnstimulation beikommen möchten. An immer neuen Hirnarealen wird mit elektrischen Impulsen experimentiert. Eine Aufbruchsstimmung meinen auch Clement Hamani und andere Neurochirurgen von der Universität Toronto 2009 in einem Übersichtsartikel bei ihren Kollegen wahrzunehmen.

HOFFNUNGSTRÄGER FÜR EPILEPSIEKRANKE
Erst Ende November haben Neurochirurgen der Universität Tübingen europaweit dem ersten Epilepsiepatienten einen "Hirnschrittmacher" implantiert. Basierend auf einer aktuellen Studie aus den USA ist die tiefe Hirnstimulation als Behandlungsmethode bei Epilepsie seit August auch in Europa zugelassen. In Deutschland leiden 400 000 bis 800 000 Menschen an Epilepsie. Der Grund ist ein gestörter Rhythmus der elektrischen Entladung von Nervenzellen. Rund ein Drittel der Patienten spricht nicht auf eine medikamentöse Behandlung an.

"Die Tiefe Hirnstimulation bei Epilepsie ist eine neue Möglichkeit für Patienten, denen andere Methoden nicht helfen", sagt Alireza Gharabaghi von der Tübinger Neurochirurgie. Dort werden auf ähnliche Weise bereits chronische Schmerzen und Lähmungen nach Schlaganfällen und Hirnblutungen behandelt.

Zielpunkt der elektrischen Stimulation bei Epilepsie ist der anteriore Thalamus, eine zentrale Verschaltungsstelle in der Mitte des Gehirns. Die Stimulation erfolgt dann in einem festen Rhythmus: eine Minute Strom, fünf Minuten Pause, eine Minute Strom. Bemerken die Implantat-Träger die ersten Warnsymptome eines Anfalls, sogenannte Auren, können sie mit einem "Notfall"-Knopf den Hirnschrittmacher anschalten.

STIMMUNGSAUFHELLER BEI DEPRESSIONEN
Selbst die Psychiater liebäugeln inzwischen mit der Hightech-Methode. Beispiel Depressionen: Allein in Deutschland leiden rund vier Millionen Menschen daran, jeder fünfte Erkrankte begeht sogar Suizid. Als Ursache haben die Mediziner eine Stoffwechselstörung im Gehirn ausgemacht. Das Verhältnis der Botenstoffe, die die Signalübermittlung zwischen den Nervenzellen und damit das Denken und Fühlen regeln, sei durcheinander, heißt es. Meist kann es zwar durch die rund 40 verschiedenen zugelassenen Antidepressiva wieder einigermaßen ins Gleichgewicht gebracht werden – allerdings nicht immer. Jedem dritten Betroffenen ist mit Pillen kaum zu helfen.

Zwei Suizidversuche hatte auch die 64 Jahre alte Frau hinter sich, als sie sich vor zwei Jahren hilfesuchend an das Heidelberger Uniklinikum wandte. Seit ihrem 18. Lebensjahr war sie in Hoffnungs-, Freud- und Antriebslosigkeit versunken. Medikamente und Psychotherapie hatten ihr kaum geholfen. Im Gehirn werden die Informationen nicht nur chemisch durch Botenstoffe wie Dopamin und Serotonin, sondern auch elektrisch weitergegeben.

Diesen Weg verfolgte das Heidelberger Ärzteteam um den Psychiater Alexander Sartorius. Die Mediziner setzten ihrer Patientin die Schrittmacher-Elektroden im Zwischenhirn ein. Seit, Juni 2008, seitdem kontinuierlich deren sogenannte Habenularegion elektrisch stimuliert wird, ist die Frau beschwerdefrei. Kaum war der Hirnschrittmacher nach einem Unfall dagegen zwischenzeitlich ausgefallen, ging es der Patientin wieder schlecht – bis das Gerät wieder funktionierte.

Auch Thomas Schläpfer von der Bonner Uniklinik für Psychiatrie baut auf die tiefe Hirnstimulation bei der Behandlung schwerster Depressionen. Er setzt bei seinen Patienten den Nucleus accumbens unter Strom, eine kleine, aber zentrale Struktur des Belohnungssystems im unteren Teil des Vorderhirns. Der Nucleus gehört zum Gefühlszentrum und bewertet ein- und ausgehende Informationen. Diese Gewichtung scheint bei einigen psychischen Störungen gestört zu sein.

Bei einigen von Schläpfers Depressionspatienten verbesserte sich das Befinden schon nach wenigen Tagen deutlich. "Das ging so weit, dass manche nach vielen Jahren Arbeitsunfähigkeit wieder arbeiten konnten", berichtet der Mediziner und schwärmt: "Niemand hatte jemals zuvor in ähnlich starker Weise auf irgendeine Therapie angesprochen." Hirnfunktion und Persönlichkeit dagegen, so versichert er, blieben unverändert.

LOCKERUNGSÜBUNG FÜR ZWANGSKRANKE
Auch bei Zwangsgestörten können Elektroden auf den Nucleus accumbens gerichtet werden, wenn weder medikamentöse noch verhaltenstherapeutische Maßnahmen greifen. Als Volker Sturm, Neurochirurg an der Universität Köln, vor rund zehn Jahren damit begann, derartige Patienten mit elektrischer Stimulation zu behandeln, war er einer der ersten in Deutschland, der diese Therapie gegen psychische Störungen einsetzte. Menschen mit einer Zwangsstörung müssen sich ständig die Hände waschen, Türen, Licht oder Herdplatten kontrollieren oder immer wieder die Stifte auf dem Schreibtisch akribisch ordnen. 80 Prozent von ihnen kann mit Verhaltenstherapie und Medikamenten geholfen werden.

Damiaan Denys von der Uni Amsterdam konnte in einer Ende vergangenen Jahres veröffentlichten kleinen Studie zeigen, dass die tiefe Hirnstimulation therapieresistenten Zwangserkrankten eine Chance gibt: Bei 9 von 16 Probanden hatten sich nach knapp zwei Jahren die Symptome wie das krankhafte Wiederholen immer der gleichen Handlungen oder Gedanken erheblich verbessert.

EIN STROMSTOSS INS GEFÜHLSBÜNDEL
Weiter befeuern dürfte den Optimismus der Schrittmacher-Experten die Entdeckung des Neurochirurgen Volker Coenen. Er hat gerade eine interessante Zielstruktur ausgemacht, mit deren Stimulation psychiatrische Leiden möglicherweise noch besser behandelt werden könnten.

Die Entdeckung gelang seinem Team bei der Auswertung von Beschreibungen historischer Hirnoperationen. Bis vor gut 20 Jahren zerstörten Ärzte als Ultima Ratio bei unbehandelbaren Depressionen gezielt bestimmte Hirnregionen. In Frage kamen vier Areale an völlig unterschiedlichen Stellen. Coenen konnte nun zeigen, dass diese Regionen einen gemeinsamen Nenner haben: Sie alle sind mit dem medialen Vorderhirnbündel "verdrahtet".

"Dabei handelt es sich um eine Art Kabelstrang, der sich vom tief liegenden Hirnstamm bis zur Hirnrinde zieht", erklärt der Forscher. Er nennt es den "Euphorie-Schaltkreis", den er für eine Stimulations-Ziel beispielsweise bei der Behandlung von Depressionen hält.

Dass eine Stimulation des medialen Vorderhirnbündels für Glücksgefühle sorgt, ist schon seit Mitte der 50er Jahre bekannt: Damals hatten die amerikanischen Psychologen James Olds und Peter Milner Ratten Elektroden in das Vorderhirnbündel implantiert, die diese per Tastendruck selbst reizen konnten. Die Tiere bekamen gar nicht genug davon und drückten den Hebel immer wieder. Manche wurden geradezu süchtig nach den Glücksgefühlen, selbst paarungsbereite Weibchen konnten sie nicht ablenken, sie vergaßen zu essen und zu trinken und starben vor lauter Knopfdrücken.

Welche Rolle das Vorderhirnbündel beim Menschen spielt, wurde jedoch nie näher untersucht. Ein Grund: Die genaue Struktur war hier bisher unbekannt und wurde erst kürzlich von den Bonner Forschern erstmals beschrieben."Wie Hirnareale miteinander verbunden sind, ließ sich in der Vergangenheit nur an Hirnschnitten von Verstorbenen sichtbar machen", erklärt Coenen. Erst moderne Methoden wie die Kernspintomographie machen das bei Lebendigen möglich.

Einerseits sehen die Wissenschaftler ein großes, möglicherweise noch unentdecktes Potenzial für den Einsatz der tiefen Hirnstimulation. Zudem spricht alles dafür, dass die Risiken der Methode gering sind: Hirnblutungen traten bei einem von zweihundert, behandelbare Infektionen bei etwa jedem dreiunddreißigstem Operierten auf. Auch die stimulierten Nervenzellen wurden nicht geschädigt.

Andererseits warnen die Experten vor übertriebenen Hoffnungen. Noch seien die Fallzahlen der behandelten Patienten klein. "Bei Eingriffen ins Gehirn muss man auch ethische Faktoren in besonderer Weise abwägen", sagt der Bonner Schläpfer. Ganz sicher ist man sich der eigenen Sache offensichtlich noch nicht.

Autor: Margit Mertens