Ist es normal, einen Hitzkopf zu haben? Unerwarteterweise kann die gesunde „Gehirntemperatur“ täglich 40 °C erreichen!

Wenn Menschen aufgeregt sind, tun sie irrationale Dinge, was oft als „Hitzköpfigkeit“ bezeichnet wird. Doch Wissenschaftler haben vor kurzem durch Messungen der „Gehirntemperatur“ herausgefunden, dass das gesunde menschliche Gehirn tatsächlich heißer ist, als wir bisher dachten. Im Vergleich zur normalen Körpertemperatur befindet sich das Gehirn tatsächlich oft in einem „Fieber“-Zustand.

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Die Messung der „Gehirntemperatur“ ist offensichtlich viel schwieriger als die Messung der Körpertemperatur. Schließlich ist es generell unwahrscheinlich, dass wir ein Thermometer in das Gehirn einführen können – es gibt Ausnahmen. Bei schweren Kopfverletzungen führen Ärzte zu Behandlungszwecken gelegentlich hochempfindliche Sonden in das Gehirn des Patienten ein, um Temperaturänderungen direkt zu überwachen. Allerdings kann die in dieser Situation gemessene Gehirntemperatur nicht das Gehirn eines gesunden Menschen repräsentieren.

Mithilfe eines Magnetresonanztomographen (MRT) haben Forscher am MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Großbritannien, nun eine Technik namens Magnetresonanzspektroskopie eingesetzt, um die Temperatur mehrerer Teile des Gehirns gesunder Erwachsener auf nicht-invasive Weise zu messen. Durch mehrere aufeinanderfolgende Messungen haben sie die Schwankungsbreite der menschlichen Gehirntemperatur ermittelt.

▲Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift Brain veröffentlicht

Die Studie ergab, dass die normale Temperatur des menschlichen Gehirns zwischen 36,1 °C und 40,9 °C liegt, wobei die durchschnittliche Gehirntemperatur 38,5 °C beträgt. Im Vergleich zur durch den Mund gemessenen Körpertemperatur (durchschnittlich 36 °C) ist die Gehirntemperatur um 2,5 °C höher, was eindeutig auf die Wahrheit des „Gehirnbrennens“ hinweist.

Die Forscher sind der Ansicht, dass es nicht schwer ist zu verstehen, warum die Gehirntemperatur so hoch ist. Schließlich wissen wir, dass das Gehirn ein Organ mit hoher Stoffwechselaktivität ist.

Die Gehirntemperatur ist nicht nur höher als bisher angenommen, sie verändert sich auch stärker als von den Forschern erwartet. Diese Veränderungen hängen mit Geschlecht, Alter, Gehirnregion, biologischer Uhr (unterschiedliche Tageszeiten) und dem Menstruationszyklus der Frau zusammen.

▲Diese Studie erstellte eine 4D-Karte, die Veränderungen der Gehirntemperatur bei gesunden Erwachsenen zeigt (Bildquelle: Referenz [1])

Die Forscher verglichen die Gehirntemperaturen von 20 Männern und 20 Frauen und stellten fest, dass die Gehirne der Frauen im Durchschnitt etwas wärmer waren, etwa 0,4 °C wärmer als die Gehirne der Männer. Dieser geschlechtsspezifische Unterschied hängt wahrscheinlich mit dem Menstruationszyklus zusammen, da bei den meisten Frauen in der zweiten Hälfte ihres Menstruationszyklus, der Lutealphase nach dem Eisprung, eine um fast 0,4 °C höhere Gehirntemperatur vorliegt als in der ersten Hälfte.

Auch die Temperatur des Gehirns schwankt zu verschiedenen Tageszeiten. Die Forscher führten morgens, nachmittags und abends Messungen durch und stellten fest, dass die Gehirntemperatur im Tagesverlauf um fast 1 °C schwankte: Sie sank nachts und stieg tagsüber an, wobei die höchsten Temperaturen am Nachmittag beobachtet wurden. Die Forscher erklären, dass dies möglicherweise daran liegt, dass im Schlaf mehr Blut zum Gehirn fließt und so zur Abkühlung beiträgt. Dies erinnert uns vielleicht auch noch einmal daran, wie wichtig der Schlaf ist: um eine langfristige Überhitzung der CPU zu vermeiden.

Die Ergebnisse zeigten auch, dass bei den Teilnehmern im Alter zwischen 20 und 40 Jahren die Gehirntemperatur mit zunehmendem Alter zunahm; die Temperatur stieg über einen Zeitraum von 20 Jahren um 0,6 °C. Die bedeutendste Temperaturänderung findet dabei im tief im Gehirn gelegenen Thalamus statt, der auch der Bereich mit der relativ höheren Temperatur im gesamten Gehirn ist.

Die Forscher vermuten, dass die Fähigkeit des Gehirns, sich selbst abzukühlen, mit zunehmendem Alter nachlässt. Es lohnt sich zu untersuchen, ob diese Veränderung mit der Anfälligkeit älterer Menschen für Gehirnerkrankungen zusammenhängt.

▲Die Forscher wählten 80 Bereiche im Gehirn für die Messung aus, darunter den Hypothalamus (Hypo) und den Thalamus (Thal), die tief im Gehirn liegen (Bildquelle: Referenz [1])

Diese neuen Erkenntnisse über die Gehirntemperatur könnten die Behandlung und Betreuung von Menschen mit Hirnverletzungen verändern.

In derselben Arbeit analysierten die Forscher gleichzeitig auch Gehirntemperaturdaten von mehr als 100 Patienten mit mittelschwerer bis schwerer traumatischer Hirnverletzung (TBI). Die durchschnittliche Gehirntemperatur dieser Patienten war ähnlich hoch wie bei gesunden Menschen, die Temperaturspanne war jedoch größer. „Ärzte versuchen manchmal, Patienten mit Hirnverletzungen abzukühlen, weil sie befürchten, dass Hitze schädlich sein könnte, aber dieser Ansatz muss möglicherweise modifiziert werden“, sagte Dr. Nina Rzechorzek, die die Studie leitete.

Ein noch auffälligerer Unterschied war im Tagesrhythmus der Gehirntemperatur zu beobachten – nur ein Viertel der Patienten hatte einen Tagesrhythmus. Diese rhythmische Veränderung ist auch eng mit der Überlebensrate des Patienten verbunden: Bis zu 27 % der Patienten mit traumatischer Hirnverletzung, deren Gehirntemperatur keine rhythmischen Veränderungen aufweist, sterben während der Intensivbehandlung. Im Gegensatz dazu beträgt die Sterblichkeitsrate von Patienten, bei denen während der Intensivbehandlung immer noch rhythmische Schwankungen der Gehirntemperatur auftreten, 4 %.

„Diese Daten legen nahe, dass die Messung der Gehirntemperatur rund um die Uhr von großem klinischen Wert sein könnte“, fügte Dr. Rzechorzek hinzu. „Unsere Arbeit öffnet auch die Tür für zukünftige Studien darüber, ob Störungen im täglichen Rhythmus der Gehirntemperatur als früher Biomarker bei verschiedenen altersbedingten Gehirnerkrankungen wie Demenz dienen könnten.“

Quellen:

[1] Nina M. Rzechorzek et al., (2022) Ein täglicher Temperaturrhythmus im menschlichen Gehirn sagt das Überleben nach einer Hirnverletzung voraus. Gehirn. Doi: https://doi.org/10.1093/brain/awab466

[2] Gesunde menschliche Gehirne sind heißer als bisher angenommen und erreichen Temperaturen von über 40 Grad. Abgerufen im Juni. 14, 2022 von https://www.eurekalert.org/news-releases/955387