Buchserie: Stress im Zentrum von Krankheit und Gesundheit – Anatomie

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Anmerkung vorweg:

Dieser Artikel ist Teil eines Buchs. Verwendete Bilder und Textpassagen müssen nicht dem Original entsprechen. Interessant und amüsant ist der Text aber wohl hoffentlich trotzdem! Viel Spaß!

Zerebrales Wirrwarr

Oft stellen wir uns unser Gehirn wie eine Art (galaktisches) Schlachtschiff vor. Mitsamt Kommandobrücke, Abwehrstationen und neuronalen Bullaugen läuft zwischen unseren Ohren alles nach bester Ordnung! Wird ein Areal beschädigt – ob durch einen Unfall oder durch eine Krankheit – gehen die damit verbundenen Funktionen den zerebralen Bach runter. Die Amygdala ist das Zentrum des Schreckens, der Hypothalamus der Chef im Haus und im Hippocampus werden Erinnerung ins Gedächtnis manifestiert. Blickt man ein wenig genauer hin, steckt alles aber irgendwie unter einer Decke. Mithilfe bildgebender Verfahren können wir einen Blick unter unsere Schädeldecken werfen und nachsehen, unter welchen Umständen welche Abschnitte des Gehirns anfangen zu leuchten. Der Ort der Freude, der Familie, der Kognition und Intuition. Wie eine Seekarte haben wir inzwischen unsere zerebralen Zentren bestens kartographiert. Doch stimmt das alles, wirklich?

Ein völlig normaler Wasserkopf

Kategorisch zu behaupten, dass es überhaupt keine Zentren im Hirn für bestimmte Funktionen zu geben scheint, wäre vermutlich falsch. Trotz des gewaltigen Wirrwarrs an Informationen, hat jeder Teil des Gehirns offensichtlich eigene Schwerpunkte. Dafür muss man nur einen Moment an faszinierende Konstrukte wie die Epiphyse denken, die unter anderem für die Ausschüttung von Melatonin verantwortlich ist, voller kristalliner Strukturen steckt und von vor Tausenden von Jahren bereits in vielen Kulturen als das “dritte Auge“ bezeichnet wurde. Mehr als genug Kriegsveteranen, Unfallopfer und Tumor- oder Schlaganfall-Patienten wurden wissenschaftlich untersucht. Dabei fand man genug Menschen mit durchtrennten, beschädigten und zerstörten Hirnarealen. Führte ein äußeres Geschehen oder eine Erkrankung zu einer Beschädigung verschiedener Schaltkreise, wurde bei den Betroffenen häufig und in Abhängigkeit von der Verletzung Auffälligkeiten entdeckt. Das Sprechvermögen fiel aus, Menschen fingen an, impulsiv zu reagieren oder waren unfähig, Gefühle zu zeigen oder zu verstehen.^1,2

Bei Menschen mit Morbus Parkinson scheint die Substantia Nigra zu degenerieren und bei anderen neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer kommt es durch entzündliche Prozesse und Beta-Amyloid-Plaques zur Zerstörung von Neuronen.^3,4 Solche pathologischen Pfade passen an sich hervorragend in unser Verständnis von Ordnung und Funktion im Gehirn. Unser “zentrales Denkorgan“ besteht aus Arealen mit Aufgaben, die in irgendeiner Form untereinander kommunizieren. Eine Zerstörung solcher Bereiche führte unweigerlich zu senorischen oder motorischen Ausfällen. War also der vorherige Standpunkt falsch [nicht in diesem Artikel enthalten]? Gibt es im Gehirn statt freier Arbeitsaufteilung eine klare Arbeitszuweisung und Beamtentum (nichts gegen Beamte!)?

Es gibt Dokumentationen über Menschen, deren Gehirn mehr aus Wasser bestand, als aus irgendetwas anderem. Sogar sehr viel mehr. So sehr, dass es schwer vorstellbar zu sein schien, dass irgendwelche Hirnareale ausreichend dazu in der Lage gewesen wären, den gewaltigen Mangel dank sog. Neuroplastizität übernehmen zu können. Neuroplastizität wäre einfach beschrieben die Fähigkeit von Nervenzellen, sich neu oder adaptiert zu verknüpfen und so beispielsweise ausgefallene Areale zu ersetzen. In den Bildern unten sieht man einen Vergleich intrakranieller Strukturen von einem gesunden Menschen (rechts) mit dem von einem Patienten, dessen Hirn fast komplett aus zerebrospinaler Flüssigkeit bestand (sehr leitfähige und interessante Flüssigkeit in unserem Körper – hauptsächlich aus Wasser bestehend). Die Bilder waren so beeindruckend, dass sich die Ärzte und Wissenschaftler doch recht schwertaten, dieses Phänomen zu erklären. Wie konnte ein 44 Jahre alter Mann mit gewöhnlichem Beruf und als Vater von zwei Kindern existieren – reproduktive Organe schienen also auch noch zu funktionieren – in keinster Weise auffällig sein und mit einem sprichwörtlichen Wasserkopf seinem Leben nachgehen? Während dieses Beispiel sicher einigen Raum für Flachwitze bietet, erschien dieser Mensch doch ganz normal. Zumindest bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Diagnose gestellt wurde.

Hat dieser Mann einfach Glück im Unglück gehabt? War das alles ein Ausnahmefall, eine Besonderheit? Zumindest ist es eindeutig kein Einzelfall.⁵ Vor allem war dies ein unangenehmer Schlag in die Magengrube für viele Vertreter von Theorien zur generellen Funktionsweise unseres Gehirns. Nach Rücksprache mit Anatomen wurde konsequent mit stoischem Nicken auf die Neuroplastizität des Hirns hingewiesen. Doch wie kann das bei einem Mangel von etwa 90-95% Materie noch möglich sein? Warum würden wir dann überhaupt ein so großes Gehirn haben wollen? Müsste dann nicht außerdem die lokale oxidative Belastung und ein entsprechender Sauerstoffbedarf um ein Vielfaches ansteigen? Wäre eine solche simple “Umverteilung“ an Arbeit und Funktion in Unternehmen möglich, würde die weltweite Arbeitslosigkeit wohl explodieren.

Immerhin ein Indiz wurde im vorliegenden Fall aufgedeckt: Der Mann litt an einem progressiven Abbau der Hirnmasse seit dem Kindesalter. Vergleicht man eine solche kontinuierliche Entwicklung mit den oben genannten Fällen, könnte man vermuten, dass Veränderungen der Hirnstruktur im frühen Kindesalter und mit progressivem Verlauf uns anders beeinflussen, als spontane Veränderungen im späteren Leben (Unfall etc.). Ist aber ein großes Hirn nicht gleichbedeutend mit großem Denker? Reicht es, geistige Leistungsfähigkeit auf die Stärke und Menge neuronaler Verknüpfungen zu schieben? Wie reorganisiert sich das Gehirn? Wer übernimmt dann welche Aufgaben? Wo befindet sich bei dem Mann links im Bild das limbische System?

Egal was genau Information zu sein scheint. Das Hirn ist nach heutiger Sicht das zentrale Organ des Körpers, um Signale aufzunehmen, zu filtern und weiterzuleiten. Entfernt man einem gewöhnlichen Menschen ein Hirnareal, findet man zuverlässig Veränderungen in seinem Verhalten als auch in vielen anderen Bereichen. Jedoch scheint da oben nicht unbedingt alles so zu laufen, wie wir meinen – oder aber zerebrospinale Flüssigkeit ist einem gewöhnlichen Gehirn unheimlich ähnlich und ein perfekter Ersatz für Hypothalamus, Balken, Fornix und so weiter. Was aber vor allem immer deutlicher wird, ist dass lebendige Organismen über ein unbeschreiblich großes Potential zur Adaption verfügen, wenn sie die nötigen Mittel dazu haben. Dieser Satz geht weiter, als wir es vielleicht in diesem Moment noch realisieren.

Zurück zu Angst, Stress und Gefahr. Wo sitzt die eigentlich in unserem Kopf?

Kopfgeschichten

Nerven wie Drahtseile. Furcht nicht zu kennen klingt heldenhaft, beeindruckend und manchmal ein wenig dumm. Selbst wenn um uns herum Tornados das Land verwüsten, bleiben wir das “Auge des Sturms“. Was manche sich vielleicht wünschen würden, wäre evolutionär eine der riskantesten Änderungen, die man sich vorstellen kann. Angst schützt uns davor, gefährliche Situationen zu unterschätzen und begrenzt dadurch jegliche Auslese nach Darwin. Seit Jahrzehnten fragte sich die Forschung, wo in unserem Kopf die Angst thront. Beobachtungen an Mensch und Tier zeigten, dass die Amygdala (Latein: Mandel) – ein paariges Kerngebiet des Gehirns in den Temporallappen – hier eine wichtige Rolle zu spielen schien. Menschen, die eine Läsion der beiden mandelförmigen Kerne erlitten hatten, waren kaum oder gar nicht mehr dazu in der Lage, Angst zu empfinden oder in den Gesichtern anderer zu erkennen, zu hören, oder in irgendeiner anderen Art und Weise zu interpretieren. Versuche an Mäusen und Affen hatten Mitte des 20ten Jahrhunderts diese Entdeckung bestätigt.¹ Hatte man auf einer Seite die Amygdala entfernt und nur ein Auge sensorisch mit der verbleibenden verbunden, reagierten die Affen völlig unterschiedlich und abhängig davon, welches Auge sehen konnte. Während unter normalen Umständen Menschen gegenüber ein ängstliches und sogar aggressives Verhalten zu beobachten war, verhielten sich die Affen mit blockierter Amygdala völlig ruhig.

Mäuse wurden konditioniert: Läutete ein Ton, wurden sie geschockt. Der eigentlich harmlose und neutrale Laut wurde sehr schnell von den Mäusen als ein Zeichen von Gefahr interpretiert. Sobald sie über ihre Ohren gewarnt wurden, zeigten Blutdruck und andere Messungen über einige Zeit hinweg (auch ohne erfolgten Schock), dass die kleinen Nager unter Stress standen. Wurde die Verbindung des Gehörgangs zur Amygdala (und zum Corpus geniculatum mediale – ein Kerngebiet unterhalb des Thalamus, Teil der Höhrbahn) getrennt, war nichts davon zu erkennen. Die Mäuse konnten keine Gefahr mehr “hören“, obwohl sie den Klang wahrgenommen hatten. Ist die Amygdala also unsere neuronale Mandel des Schreckens?

2013 wurde eine Studie veröffentlich, die das Thema Angst ein wenig in ihre Schranken weisen konnte.² Menschen inhalierten mit 35% CO2 angereicherte Luft. Obwohl die drei Personen mit bilateralem Schaden der Amygdala nicht in der Lage hätten sein sollen, Angst zu empfinden, verfielen sie doch recht schnell beim Einatmen dieses Luftgemischs nicht nur in Angst, sondern sogar in Panik. Wie konnte das aber sein? Hatten wir nicht seit Jahrzehnten erkannt, dass die Amygdala unser Zentrum für die Empfindung von Angst und Schrecken ist? Vielleicht war diese Annahme nicht ganz richtig? Während es uns sicherlich über ihre Leitbahnen kalt den Rücken runterlaufen kann, war die Amygdala offensichtlich doch nicht das alleinherrschende Zentrum. Vielmehr schien sie daran beteiligt zu sein, äußere Reize auf ihre Gefahr hin einzuschätzen. Was jedoch in unserem Inneren passiert (in diesem Fall Stressor: Drohende Hypoxie), wurde wohl von einem anderen Ort interpretiert. Auch wäre interessant zu erfahren, wo bei unserem 44 Jahre alten Menschen mit Wasserkopf die Angst zu finden war. Die Amygdala war nicht der alleinige Sitz von Angst und Panik. Vielmehr schien sie etwas mit der Interpretation von externen Reizen, Angst und Furcht zu tun zu haben. Soldaten und andere schwer traumatisierte Menschen hatten häufig eine veränderte Funktion der Amygdala. In vielen Fällen schien sie geschrumpft zu sein – fast so, als würde sich unser Körper von äußeren Signalen schützen wollen. Auch unser Hippocampus – wichtig für das Lernen und Abspeichern von Erinnerungen – begann unter chronischem Stress zu atrophieren. Man möchte fast an die drei Affen denken. Nichts hören, nichts sehen, nichts… erinnern?

Im Anschluss beginnt das Kapitel: Wie geht Erinnerung?

Ein völlig normaler Wasserkopf

1 Cole WR, Gerring JP, Gray RM, et al. Prevalence of aggressive behaviour after severe paediatric traumatic brain injury. Brain Inj. 2008;22(12):932-9.

2 Max JE, Wilde EA, Bigler ED, et al. Personality Change Due to Traumatic Brain Injury in Children and Adolescents: Neurocognitive Correlates. J Neuropsychiatry Clin Neurosci. 2015;27(4):272-9.

3 Parent M, Parent A. Substantia nigra and Parkinson’s disease: a brief history of their long and intimate relationship. Can J Neurol Sci. 2010;37(3):313-9.

4 Gouras GK, Olsson TT, Hansson O. β-Amyloid peptides and amyloid plaques in Alzheimer’s disease. Neurotherapeutics. 2015;12(1):3-11.

5 Garton HJ, Piatt JH. Hydrocephalus. Pediatr Clin North Am. 2004;51(2):305-25.

Kopfgeschichten

1 Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D, et al., editors. Neuroscience. 2nd edition. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2001. The Importance of the Amygdala.

2 Feinstein JS, Buzza C, Hurlemann R, et al. Fear and panic in humans with bilateral amygdala damage. Nat Neurosci. 2013;16(3):270-2.