Das Geheimnis der Selbstheilungskräfte unseres Gehirns

2003 begann Terry Wallis plötzlich wieder, erste Worte zu sprechen. Zuvor hatte der 39jährige ganze 19 Jahre lang in einem Zustand des kaum vorhandenen Bewusstseins vor sich hin gedämmert. Bei einem Autounfall war zwei Jahrzehnte zuvor sein Gehirn stark geschädigt worden.

Wallis' wundersames Erwachen interessiert nun auch die Wissenschaft. Forscher an der Cornell University im US-Bundesstaat New York wollen mit neuen bildgebenden Verfahren herausfinden ([Possibleaxonalregrowthinlaterecovery fromtheminimallyconsciousstate publiziert in "The Journal of Clinical Investigation", Juli 2006]), was in seinem Gehirn während des Heilungsprozesses ablief. Mit Hilfe einer speziellen Kernspintomografietechnik konnten sie bereits erstaunliche Veränderungen in Wallis' tiefer Gehirnsubstanz belegen. Die Studie könnte eines Tages zu neuen Verfahren führen, die in ähnlich gelagerten Fällen Patienten helfen sollen, schneller wieder zu Bewusstsein zu kommen.

Der so genannte Zustand minimalen Bewusstseins ("Minimally conscious state", kurz MCS), der auch Wallis betraf, befällt in den USA jedes Jahr mindestens 25.000 Personen. Im Gegensatz zum Koma, das normalerweise nur wenige Wochen nach einem Unfall anhält, kann sich der MCS-Zustand über Monate oder gar Jahre erstrecken. Patienten sind sich ihrer Umgebung meist nicht bewusst, auch die Kommunikation mit der Außenwelt funktioniert kaum. Ab und zu kommen Laute aus ihrem Mund oder sie greifen nach Gegenständen und antworten auf einzelne Fragen. (MCS unterscheidet sich vom vegetativen Stadium des Gehirns, bei dem der Patient keine zwischenzeitlichen Bewusstseinszustände zeigt.)

Forscher wissen wenig darüber, was während solcher Phasen im Gehirn passiert. Allerdings ist vom Menschen und vom Tier bekannt, dass das erwachsene Gehirn über ein gewisses Maß an Selbstheilungskräften verfügt. Patienten mit Schlaganfall erlangen manchmal motorische und sprachliche Fähigkeiten zurück, wenn sich die Nervenbahnen im Gehirn neu verknüpfen und damit Ausfälle kompensieren. Und dann wären da noch so erstaunliche Menschen wie Wallis, die nach Monaten oder gar Jahren ihr Bewusstsein zurückerlangen. Vorhersehen lässt sich ein solcher Heilungsprozess aber noch nicht. Genauso wenig existieren Behandlungsformen, die solche Erneuerungsprozesse im Gehirn beschleunigen könnten. Mit neuen bildgebenden Verfahren soll sich das ändern - mit ihnen hat man bereits in Wallis' Gehirn geschaut.

Wallis' Zustandsverbesserung begann mit dem Wort "Mama". Obwohl solche Wortäußerungen unter MCS-Patienten nicht gerade selten sind, waren seine Ärzte und seine Familie erstaunt darüber, wie sich seine Sprache im Anschluss mehr und mehr verbesserte. Um zur Quelle von Wallis' rarer Rückkehr zum echten Bewusstsein zu gelangen, nutzte das Cornell-Team um den Neurologen Nicholas Schiff eine verbesserte Kernspintomografie-Technik, die sich "diffusion tensor imaging", kurz DTI, nennt. Mit ihr ist es möglich, ein detailliertes Bild der Nervenfaservorgänge im Gehirn zu erhalten - dem neuronalen Bereich, in dem Botschaften zwischen den verschiedenen Teilen des Denkapparates ausgetauscht werden. Die DTI-Technik war zuvor noch nie bei einem MCS-Patienten eingesetzt worden.

Der erste DTI-Scan, der acht Monate nach Wallis' ersten Worten aufgenommen wurde, zeigte noch deutliche Gehirnschäden. Verglichen mit 20 Gehirnen gesunder Personen wieß die Gesamtstruktur seiner Nervenfasern eine starke Degeneration auf. "Das allein ist schon enorm wichtig zu wissen - damit wurde uns klar, wie stark eine Verletzung sein kann und trotzdem ein Selbstheilungsprozess möglich ist", sagt Schiff.

Doch die Forscher sahen auch, dass ein großer Bereich in der Hinterseite von Wallis' Gehirn deutlich mehr Nervenfasern aufwies, die alle in die gleiche Richtung deuteten - was belegte, dass sich neue Verknüpfungen bildeten, um verschiedene Gehirnteile miteinander wieder zu verbinden. Das ungewöhnliche Mustern umfasste einen Bereich des Gehirns, der normalerweise im bewussten Wachzustand hohe Aktivität zeigt, im Schlaf- und Betäubungszustand jedoch nicht, wie Steven Laureys, Neurologe an der Universität von Lüttich, erklärt.

18 Monate nach der ersten Untersuchung hatte sich Wallis' Zustand noch deutlicher verbessert - er konnte seine vormals gelähmten unteren Extremitäten wieder bewegen, eine Genesung die so unerwartet kam wie die Wiedererlangung der Sprache, sagt Schiff. Als die Forscher das Gehirn anschließend zum zweiten Mal scannten, zeigte sich, dass die hintere Gehirnregion inzwischen wieder im Normalzustand war, während ein anderer Bereich, der die Bewegung reguliert, mehr Verbindungen zeigte.

Eine Theorie des Teams um Schiff besagt, dass die Veränderungen im Gehirn mit dem Wachstum neuer Nervenverbindungen zu tun haben. Dieses Wachstum könnte die Verbesserung verschiedener Funktionsbereiche bei Wallis hervorgerufen haben. "Doch warum kam es dazu? Diese Frage kann keiner von uns beantworten", meint Joy Hirsch, Neurowissenschaftler an der Columbia University, der mit den Wissenschaftlern aus dem Cornell-Team bereits bei anderen Projekten zusammenarbeitete. Er selbst glaubt an eine biologische Basis für die Zustandsverbesserung bei Wallis.

James Bernat, Neurologe an der Dartmouth Medical School in New Hampshire, warnt allerdings davor, falsche Rückschlüsse aus Wallis' Fall zu ziehen: Menschen mit MCS hätten zumeist eine diffuse Verletzung neuronaler Prozesse im Gehirn erlitten, zum vielfachen Tod der Nervenzellen an sich komme es jedoch selten. Genau deshalb könne es für das Gehirn leichter sein, sich wieder zu erholen. Dennoch ist Bernat begeistert über die offensichtlichen Zusammenhänge zwischen der Verbesserung in Wallis' Motorik und den neuronalen Veränderungen in Gehirnbereichen, die mit dem Bewegungsapparat zu tun haben: "Wir müssen nun herausfinden, wie oft so etwas passiert und warum es passiert."

Dennoch bleibt es schwierig, von diesem außergewöhnlichen Fall auf andere zu schließen. Niemand weiß, wie Wallis' Gehirn vor dem Unfall aussah oder bevor er mit dem Sprechen begann. Es ist zudem unklar, warum genau diese Bereiche des Gehirns sich erholten und ausgerechnet dieses Wachstumsmuster ihm half. Eines zeigt der Fall aber deutlich: Es ist enorm wichtig, mit MCS-Patienten zu arbeiten und ihren Zustand zu erforschen. "Diese Studie ist wie ein Leuchtturm. Sie zeigt, dass es Mechanismen gibt, wieder ins Bewusstsein zurückzukehren, selbst wenn wir sie noch nicht verstehen", meint Hirsch. "Das stimmt mich für einen Forschungsbereich, für den sich bislang nur sehr wenige Wissenschaftler interessieren, sehr hoffnungsfroh."

Laureys von der Universität Lüttich, der einen Kommentar zu Schiffs Arbeit verfasste, hofft, dass die Erkenntnisse aus Wallis' Fall ein wenig gegen die Hoffnungslosigkeit helfen, die selbst die behandelnden Ärzte von Patienten im vegetativen und MCS-Stadium oft befällt. Obwohl die meisten von ihnen wissen, dass sich das Gehirn das ganze Leben lang verändern kann, in dem neue Nervenverbindungen entstehen, glauben sie bis jetzt, dass sich dieser Regenerierungsprozess nach einer Verletzung bereits kurze Zeit später wieder abschwächt. Laureys hofft nun, dass der Fall Wallis ihnen einen neuen Schub gibt: "Selbst nach vielen Jahren besitzt das Gehirn noch so viel Plastizität, dass sich erhebliche klinische Konsequenzen daraus ergeben."

Später einmal könnten Ärzte dann ein Werkzeug an die Hand bekommen, mit dem sich voraussagen lässt, welche Patienten gute Chancen auf Heilung haben. Außerdem hoffen Schiff und Kollegen auf neue Medikamente, die den Prozess dann beschleunigen könnten. Doch diese Fragen lassen sich erst nach Durchführung von Kontrollstudien klären. Das Cornell-Projekt will daher nun eine größere Anzahl von MCS-Patienten untersuchen, um ein systematischeres Bild vom Heilungsprozess zu bekommen.

Übersetzung: Ben Schwan.


Das Paper zum Runterladen:
Henning U. Voss et al.: [Possibleaxonalregrowthinlaterecovery fromtheminimallyconsciousstate "Possible axonal regrowth in late recovery from the minimally conscious state"], The Journal of Clinical Investigation, Vol. 116 No. 7, Juli 2006 (nbo)