Eine neue Art, Krankheiten zu behandeln: Vergessen Sie sie

Leviathan Press:

Wenn Henry Molaison (HM), der berühmte Epilepsiepatient, der die Neurowissenschaft grundlegend verändert hat, die in diesem Artikel beschriebene neue Behandlung erhalten hätte, wären ihm möglicherweise seine beidseitigen medialen vorderen Temporallappen nicht entfernt worden und er hätte keine anterograde Amnesie erlitten. Epilepsie ist ein sehr seltsames Symptom. So wie der Teenager im Artikel die Gedichte von Edgar Allan Poe rezitiert, scheint eine bestimmte Methode der Sprachintegration einen geschlossenen Kreislauf mit epileptischen Anfällen zu bilden – dies entspricht auch der Beziehung zwischen dem Hollywood-Schauspieler Danny Glover und Klingeltönen.

Nach diesem Modell können wir neben dem „Geplapper“ des Vagusnervs (Vergessensbeseitigung) auch den pathogenen Pfad durch künstliche Eingriffe neu gestalten. Mein Vater, ein Neurologe, hatte einen Patienten, den ein Gedicht quälte. Der Patient war Philip, 12 Jahre alt, Schüler eines renommierten Internats in Princeton, New Jersey. Einmal wurde ihm die Aufgabe übertragen, Edgar Allan Poes Gedicht „Der Rabe“ vorzutragen. Vor der Rede hatte er sie Dutzende Male geübt und konnte sich problemlos an das gesamte Gedicht erinnern. Doch als er vor seinen Klassenkameraden stand, geschah etwas Seltsames.

Immer wenn er den berühmten Refrain des Gedichts „Sprach der Rabe ‚Nimmermehr‘“ rezitierte, zitterte sein rechter Mundwinkel. Vor einer Gruppe gleichgültiger Teenager begann sein Körper die Kontrolle zu verlieren, als das Zittern seines Mundes immer stärker wurde und er sogar an Inkontinenz litt. Mitten in der Rezitation erlitt er plötzlich einen Krampf und fiel zu Boden. Das war sein erster epileptischer Anfall.

Nachdem mein Vater diese Geschichte gehört hatte, beschloss er, ein Experiment durchzuführen. Bei seinem ersten Besuch gab Philip dem Jungen ein Exemplar von „Der Rabe“ und bat ihn, laut vorzulesen. Dennoch stotterte Philip jedes Mal, wenn er die düstere Prophezeiung der Krähe las, biss die Zähne zusammen und zog die Mundwinkel nach außen, als wolle er ihr stummen Widerstand leisten.

Sein Vater nahm ihm das Gedicht weg, bevor Philip seinen Anfall bekam, und schrieb später eine Notiz an seinen Lehrer, um zu verhindern, dass er aufgefordert würde, das Gedicht noch einmal aufzusagen. Philips Gehirn, erklärte sein Vater, hatte begonnen, bestimmte Sprachmuster von selbst mit Anfällen zu assoziieren.

Eine neue Generation elektronischer Medikamente könnte die Heilung dauerhafter Krankheiten ermöglichen, indem Neuronen dazu gebracht werden, neue assoziative Regeln zu erlernen.

Die erstaunliche Kraft des Nervensystems liegt in seiner Lernfähigkeit, sogar im Erwachsenenalter. Neuronale Netzwerke kommunizieren, indem sie neue Beziehungen erkennen, indem sie die Geschwindigkeit elektrochemischer Impulse, sogenannter Spikes, messen. Dieses vorübergehende Muster stärkt oder schwächt die Verbindungen zwischen den Zellen, die die physische Grundlage des Gedächtnisses bilden, und die Ergebnisse sind meist vorteilhaft.

Infolgedessen haben wir die Fähigkeit entwickelt, Ursache und Wirkung miteinander zu verknüpfen. So kann beispielsweise ein Falke in seinen Schatten eindringen und sich auf seine Beute stürzen oder ein Kaktus verborgene unterirdische Wasserquellen anzapft, was Organismen einen Vorteil gegenüber Raubtieren und Konkurrenten verschafft.

Aber manchmal scheinen Neuronen zu gut zu funktionieren. Das Gehirn mit seiner außergewöhnlichen Rechenleistung hat uns nicht nur Sprache und Logik beigebracht, sondern auch, wie man krank wird.

Beispielsweise ist die Wahrscheinlichkeit eines erneuten epileptischen Anfalls bei jemandem, der einen einzigen zufälligen epileptischen Anfall erleidet, 50-mal höher als bei jemandem, der noch nie einen Anfall hatte. Wie bei Philip und The Raven ist die Wahrscheinlichkeit eines Rückfalls höher, wenn er erneut demselben Reiz ausgesetzt wird, der seinem ersten Anfall vorausging – etwa Angst oder einem bestimmten Musikstück. Je häufiger die Anfälle auftreten, desto stärker und umfassender wird wahrscheinlich das zugrunde liegende neuronale Netzwerk, was häufigere und heftigere Rückfälle auslöst.

(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18184149/)

Ein anderer Patient meines Vaters, James, ist ein Arzt in seinen Fünfzigern, der an Wirbelsäulenarthritis leidet. Die Krankheit war so schmerzhaft, dass die Ärzte die schmerzleitenden Nerven in seinem Unterkörper durchtrennten. Doch Jahre nach der Operation verspürt James immer noch dieselben Schmerzen wie zuvor, obwohl sein Rücken und seine Beine keine Schmerzsignale mehr an sein Gehirn senden können. Dadurch fiel es ihm sogar schwer, seine Socken anzuziehen.

Eine aktuelle Studie erklärt, warum: Wie bei vielen Patienten mit chronischen Schmerzen wurden durch James‘ ursprüngliche Verletzung die Schmerzschaltkreise in seinem Gehirn so häufig und intensiv aktiviert, dass diese Nerven auf die geringste Stimulation, sogar auf die leichteste Berührung, empfindlich reagierten. Mit anderen Worten: Das anhaltende Unbehagen bildet eine „schmerzhafte Erinnerung“.

(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22331213/)

So wie Sie sich an Ihren ersten Kuss erinnern, kann sich James‘ Gehirn noch an das Schmerzgefühl erinnern, obwohl sein Körper keinen Schmerz mehr empfinden kann.

Manche Leiden können auch erlernt werden, wie etwa Zwangsstörungen, posttraumatische Belastungsstörungen (PTBS), Suchterkrankungen und sogar bestimmte Verdauungskrankheiten, die durch die Kopplung von Neuronen verschlimmert werden. Die Entdeckung dieser Gemeinsamkeit brachte den Ärzten eine plötzliche Erkenntnis: Wenn man Krankheiten erlernen kann, kann man sie dann auch vergessen?

Immer wenn Danny Glover ein leises Klingeln hörte, wusste er, dass er kurz vor einem epileptischen Anfall stand. Als das Klingeln immer lauter wurde, konnte er es allmählich nicht mehr ertragen. Der amerikanische Schauspieler und Regisseur erlitt im Alter von 15 Jahren seinen ersten epileptischen Anfall, ein Zustand, der ihn fast zwei Jahrzehnte lang quälte, bis er eines Tages im Jahr 1977, als er 31 Jahre alt war, einen Weg fand, damit umzugehen.

Als Glover sich darauf vorbereitete, in einem Theater in San Francisco seine erste große Rolle zu spielen, hörte er die Stimme erneut. Er ging hinter der Bühne auf und ab und versuchte, einen Anfall zu unterdrücken.

„Ich werde keinen Anfall haben. Ich werde ganz sicher keinen Anfall haben. Ganz sicher keinen.“ Er murmelte vor sich hin. Er erinnerte sich: „Jedes Mal, wenn ich sagte: ‚Ich werde keinen Anfall bekommen‘, glaubte ich, dass ich keinen Anfall bekommen würde. Jedes Mal wurde ich stärker und die Symptome ließen ein wenig nach, und später konnte ich wieder normal auf der Bühne auftreten.“ Als Grof diese Methode der „Selbsthypnose“ vier Jahre lang wiederholte, hörten die epileptischen Anfälle plötzlich und auf mysteriöse Weise auf. Er sagte, er habe dieses Geräusch seitdem nicht mehr gehört.

Übung macht den Meister: Danny Glover (Stand-up) bei seinem Debütauftritt von „Master Harold ... and the Boys“, 1982. Glover überwand seine epileptischen Anfälle fast zwei Jahrzehnte lang durch das, was er „Selbsthypnose“ nennt. Anfang der 1980er Jahre waren seine Symptome vollständig verschwunden. Dem chinesischen Publikum ist er aufgrund seiner Mitwirkung in zahlreichen Hollywood-Filmen wie „Sniper“ und „2012“ besser bekannt. Der französische Cartoonist Pierre-Francois Beauchard, der unter dem Pseudonym David B schreibt, berichtet in seiner Autobiografie „Epileptic“ von einer ähnlichen Erfahrung. Der Graphic Novel verwebt den körperlichen und geistigen Verfall seines epileptischen Bruders mit seiner wachsenden Besessenheit, Kriegsszenen und Monster zu zeichnen – Fantasien, die ihn in Trance versetzen und ihm ermöglichen, seiner Krankheit zu entfliehen. Sein Bruder wurde jedoch mit der Zeit extrem gewalttätig und nicht wiederzuerkennen.

Bishar war siegreich. In einer Szene, in der er mit seinem Bruder konfrontiert wird, der einen epileptischen Anfall erleidet, verwandelt er sich in einen Drachen, legt eine volle Rüstung an, zerstückelt das Tier und erklärt: „Ich habe die Krankheit besiegt, die mich plagte.“

Was wäre, wenn Gräueltaten aus unserem kollektiven Gedächtnis gelöscht werden könnten?

Neurowissenschaftler glauben, dass Menschen wie Glover und Bishar, die sich spontan von einer Epilepsie erholt haben, ihre Schmerzen möglicherweise beseitigen können, indem sie eine gewisse Kontrolle über den Vagusnerv ausüben.

© The CutDer Vagusnerv ist für die Informationsübertragung zwischen Gehirn und Organen zuständig. Die von ihm ausgesendeten Signale können eine beruhigende Wirkung haben, beispielsweise die Herzfrequenz und den Blutdruck senken oder Angstzustände lindern. Durch die Stimulation des Vagusnervs kann außerdem die Aktivität in der Großhirnrinde beruhigt und so die Ursache der meisten epileptischen Anfälle beseitigt werden. Durch diese Stilllegung des Gehirns wird es für die Neuronen schwieriger, aktiv zu werden, und das Risiko eines schweren Anfalls wird verringert.

Als Teil des autonomen Nervensystems kann der Vagusnerv ohne bewusste Steuerung normal funktionieren. Aber wenn Sie den Dreh raus haben, können Sie es nach Belieben aktivieren. Haben Sie schon einmal ein müdes Baby gesehen, das sich vor dem Einschlafen die Augen reibt? Es stellt sich heraus, dass Sie durch einfaches Ausüben von Druck auf Ihre Augäpfel oder Massieren der Halsschlagader unter Ihrem Kinn den Vagusnerv aktivieren und Ihr Nervensystem beruhigen können.

Wir können viele autonome Körperfunktionen auch durch Meditation oder Achtsamkeitsübungen steuern. Beispielsweise sind einige Tiefseetaucher in der Lage, den Sauerstoffgehalt in ihrem Körper aufrechtzuerhalten, indem sie ihren Stoffwechsel verlangsamen. Yoga-Meister können ihre Herzfrequenz senken; und einige tibetische Mönche können ihre Körpertemperatur durch eine Atemübung namens Tummo oder Inneres Feuer-Yoga deutlich erhöhen.

(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8317238/)

Ähnlich verhält es sich mit Epilepsiepatienten, die nicht mit Medikamenten geheilt werden können: Durch Beobachtung der Aufzeichnungen ihrer Gehirnaktivität und Erfassung von Signalen in einem ruhigen Zustand können sie lernen, epileptische Anfälle mit ihren Gedanken zu unterdrücken.

Allerdings erfordert das Erlernen dieser Methode der Willenskontrolle viel Zeit und Mühe und kann unter Umständen erfolglos bleiben. Daher arbeiten Wissenschaftler an der Entwicklung von Implantaten, die mithilfe elektrischer Impulse gefährdete neuronale Schaltkreise optimieren. Vielleicht werden diese künstlichen Regulatoren, die sogenannten „Elektrozeutika“, eines Tages unseren Vergessensprozess beschleunigen.

Die heutigen elektronischen Medikamente lindern die Krankheit nur vorübergehend und stören die Kommunikation zwischen den Zellen, zerstören jedoch nicht die ursprünglichen Bahnen. Wenn es aus dem Gehirn oder Körper des Patienten entfernt wird, kehren die vorherigen Symptome zurück. Ein Vagusnervstimulator beispielsweise ist so etwas wie ein permanenter Herzschrittmacher, der über einen flexiblen Draht kontinuierlich leichte Schocks an einen Nerv im Nacken abgibt. Mithilfe eines am Stimulator angebrachten Magnetstabs können Patienten den Anfall manuell stoppen oder verkürzen oder sogar ihre Herzfrequenz verlangsamen.

Eine weitere beliebte Technik ist die Tiefe Hirnstimulation (DBS), mit der eine Vielzahl von Krankheiten wie Parkinson, Epilepsie und schwere Depressionen behandelt werden können. Bei dieser Therapie werden nadelartige Elektroden in das Gehirn implantiert und das umliegende Gewebe kontinuierlich mit Hochfrequenzimpulsen stimuliert. Es ist sehr wirksam, insbesondere wenn Medikamente nicht wirken. Am Beispiel von Parkinson-Patienten kann die DBS-Therapie das Zittern der Gliedmaßen um fast 90 % reduzieren.

© Psychiatry Advisor Neurowissenschaftler beginnen jedoch gerade erst zu verstehen, wie diese Therapie funktioniert. In einigen Fällen scheinen die elektrischen Impulse die Schwelle der neuronalen Aktivität zu erhöhen oder zu senken, indem sie bestimmte Gehirnbereiche beruhigen oder stimulieren. In anderen Fällen kann es zu einer Wiederherstellung der gesunden Kommunikation zwischen weit entfernten Gehirnstrukturen führen, die zum Teil synchronisierte neuronale Aktivität bei unterschiedlichen Frequenzen zum Informationsaustausch verwenden. Diese rhythmischen Bewegungen werden Schwingungen genannt.

Die Forschung legt nahe, dass jeder Bereich des Gehirns kommunizieren kann, indem er die Schwingungen anderer Bereiche anpasst, ähnlich wie Funkamateure, die sich auf verschiedene Kanäle einstellen.

(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26005114/)

Eine Krankheit entsteht, wenn Schwingungen die normale Zellaktivität stören. Beispielsweise sind Neuronen im Motorkortex eines Parkinson-Patienten (dem Zentrum des Gehirns, das die willkürlichen Bewegungen koordiniert) auf bestimmte Schwingungen eingestellt, und wenn er sich bewegt, erhöht sich die Amplitude dieser Schwingungen, was zu Zittern oder anderen Bewegungsstörungen führt. Die tiefe Hirnstimulation durchbricht dieses Muster, indem sie einen Teil des motorischen Netzwerks im Mittelhirn stimuliert, die Zellen im Motorkortex von ihren starken Schwingungen isoliert und ihnen ermöglicht, wieder unabhängig zu agieren. Allerdings hatte die Technik keine nachhaltige Wirkung, möglicherweise weil sie eine große Anzahl von Neuronen gleichzeitig stimulierte.

(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25867121/) (www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2874753/) Trost durch Kunst: Solche Werke halfen David B., seine lästige Krankheit loszuwerden und wurden in seiner Graphic Novel „Epileptic Patient“ veröffentlicht. © David B/Pantheon BooksZukünftige Geräte werden noch ausgefeilter sein. Indem sie die Fähigkeit der Neuronen nutzen, Muster für die Bildung neuer Verbindungen zu erlernen, haben diese elektronischen Medikamente der nächsten Generation das Potenzial, Krankheiten dauerhaft zu heilen. Das Wichtigste beim Lernen ist, die Gelegenheit beim Schopf zu packen.

Nehmen wir beispielsweise an, Neuron A stellt eine Verbindung mit seinem Zielneuron B her. Wenn A vor B einen Spike auslöst, wird die Verbindung gestärkt. Wenn B jedoch zuerst pulsiert, wird die Verbindung zwischen ihnen geschwächt. Neurowissenschaftler vermuten, dass diese Eigenschaft, die als „Spike-Timing-abhängige Plastizität“ bezeichnet wird, ein grundlegendes Axiom ist, das neuronale Netzwerke zur Kodierung kausaler Zusammenhänge verwenden. Durch künstliche Stimulation können auch krankheitsverursachende Signalwege umprogrammiert werden.

Forscher haben begonnen, die Machbarkeit dieses Ansatzes zu beweisen. Im Jahr 2007 manipulierten beispielsweise Forscher des französischen Nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung und der University of California in San Diego die Aktivität von Neuronen in der Großhirnrinde einer Maus, die Eingaben von ihren Schnurrhaaren erhalten.

(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17287502/)

Normalerweise produzieren diese Zellen spitze Fortsätze, wenn ein Schnurrhaar berührt wird. Doch indem die Wissenschaftler die Zellen innerhalb von Millisekunden vor der Berührung der Schnurrhaare der Mäuse wiederholt elektrisch stimulierten, gelang es ihnen, die Verbindung zwischen den Schnurrhaaren und den Neuronen zu unterdrücken, sodass die Zellen weniger wahrscheinlich auf die Bewegung der Schnurrhaare reagierten. Derselbe Ansatz könnte auch medizinisch eingesetzt werden, um Erkrankungen wie chronische Schmerzen oder posttraumatische Belastungsstörungen durch die Schwächung überempfindlicher neuronaler Verbindungen zu heilen.

Einige komplexere Implantate können das Gehirn nicht nur stimulieren, sondern auch Signale empfangen. Diese Geräte sind mit Hunderten von Aufzeichnungselektroden ausgestattet, die auf wenigen Kubikmillimeter Platz finden. Sie erfassen die neuronalen Signale der Krankheit mit hoher Empfindlichkeit und ermöglichen so eine präzisere Behandlung des erkrankten Bereichs. Bei Drogenabhängigen beispielsweise würden elektronische Drogen das Aufkommen des Verlangens im Gehirn erkennen und unterdrücken, bevor es zu unerwünschtem Verhalten führt. Das Implantat würde die traumatische Erinnerung aufspüren und ihre emotionale Belastung löschen.

(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17637800/)(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23407652/) Dieser Ansatz der Elektrotherapie bleibt den am schwierigsten zu behandelnden Patienten vorbehalten, bei denen herkömmliche Eingriffe völlig versagt haben. Doch wo liegen die Grenzen dieser Therapie? Können wir Gräueltaten aus unserem kollektiven Gedächtnis löschen? Oder um die Schuld aus den Herzen der Soldaten zu waschen? Wie jede Medizin ist Vergessen Heilmittel und Gift zugleich.

Über den Autor:

Kelly Clancy ist Neurowissenschaftlerin und interessiert sich für allgemeine Prinzipien der biologischen Informationsverarbeitung. Derzeit ist sie Postdoc an der Universität Basel und dem University College London. Zuvor bereiste sie als Astronomin die Welt und diente im Friedenskorps in Turkmenistan. 2014 gewann sie den Regeneron-Preis für kreative Innovation für die Entwicklung medikamentenfreier Gehirntherapien. Ihre Arbeiten wurden in Publikationen wie Harper's Magazine, Wired und The New Yorker veröffentlicht. Von Kelly Clancy

Übersetzung/Natriumkalium

Korrekturlesen/Meiji

Originalartikel/nautil.us/issue/103/healthy-communication/how-to-unlearn-a-disease-rp

Dieser Artikel basiert auf der Creative Commons-Lizenz (BY-NC) und wird von Sodium Potassium in Leviathan veröffentlicht

Der Artikel spiegelt nur die Ansichten des Autors wider und stellt nicht unbedingt die Position von Leviathan dar