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Strom bringt bei Ratten Gedächtnis zurück

Mit Elektroreizen haben amerikanische Wissenschaftler durcheinander geratene Hirnströme bei Ratten wieder in Einklang gebracht und dadurch einen vorübergehenden Gedächtnisverlust (Amnesie) kuriert. Die neuartige Methode könne vielleicht auch einmal bei Menschen eingesetzt werden, spekulierte Prasad R. Shirvalkar vom Mount Sinai Medical Center (New York) bei der Präsentation seiner Arbeit auf einem Fachkongress in Chicago.

„Unsere Experimente zeigen, dass zwei Arten von Hirnströmen – Theta und Gamma – in Einklang gebracht werden müssen, damit wir uns an vergangene Ereignisse erinnern können“, erläuterte Shirvalkar auf der Jahrestagung der Society for Neuroscience, der weltweit größten Tagung von Hirnforschern. „Hirnwellen sind elektrische Rhythmen, in denen sich die Erregung und Hemmung von Nervenzellen widerspiegelt. Wie die Noten eines Liedes sind die Hirnwellen aus verschiedenen Frequenzen zusammen gesetzt. Der Hippocampus, eine Hirnstruktur, die bei der Gedächtnisbildung eine wichtige Rolle spielt, hat zwei auffällige Rhythmen: Theta, mit sieben Schwingungen pro Sekunde, und Gamma, mit 30 Schwingungen pro Sekunde. Wenn die beiden Rhythmen zusammen geführt werden, harmonisieren sie sich etwa so, wie verschiedene Noten einen Akkord bilden können.“

Shirvalkar und seine Mitarbeiter haben nun bei Ratten heraus gefunden, dass Theta- und Gammawellen in Einklang waren, wenn Gedächtnisinhalte erfolgreich aufgerufen wurden; aber nicht, wenn die Erinnerung versagte. Den Gleichklang der Hirnwellen störten die Forscher bei ihren Versuchstieren mit der vorübergehenden Anwendung des Betäubungsmittels Musimol im Hippocampus. Anschließend konnten die Ratten sie sich nicht mehr erinnern, wo in einem Wassertank eine versteckte Plattform lag, auf der sie sich beim umher schwimmen ausruhen konnten. Den künstlich hervor gerufenen Gedächtnisverlust konnten die Wissenschaftler jedoch zumindest teilweise beheben, als sie bei den Nagern eine spezielle Hirnstruktur, den Fornix mit Strom stimulierten. Der Fornix ist eine Nervenbahn, die den Hippocampus mit anderen Regionen des Gehirns verbindet.

Mit speziellen Aufzeichnungsgeräten im Miniaturformat war es den Forschern gelungen, zu beobachten, wie die Hirnwellen sich beim Lernen des Ortes der versteckten Plattform zunächst synchronisiert hatten. Sie konnten zusehen, wie dieser Einklang von Theta- und Gammaband durch die Betäubung wieder verloren ging. Und als sie durch die gezielte elektrische Stimulation des Fornix den Einklang zwischen Theta- und Gammawellen wieder herstellten, erinnerten sich die Ratten und fanden die versteckte Plattform wieder.

„Diese Entdeckung ebnet den Weg zu möglichen neuen Behandlungen, die das Gedächtnis verbessern“, so Shirvalkar. Der Hirnforscher denkt dabei an eine Variante der elektrischen Tiefhirnstimulation. Dieses Verfahren wird bereits seit Jahren erfolgreich eingesetzt, um die Bewegungsstörungen von Parkinson-Patienten und anderen Kranken zu lindern. „Würde man mit der gleichen Methode Hirnregionen reizen, die am Abruf von Erinnerungen beteiligt sind, könnte das vielleicht den Gedächtnisverlust bei der Alzheimer-Krankheit oder bei anderen Demenzen verringern.“

Quelle:

  • Shirvalkar PR, Rapp PR, Shapiro ML. Hippocampal theta gamma coherence is required for episodic memory: Therapeutic effects of fornix stimulation on temporary amnesia. Abstract 100.9. des 2009 Neuroscience Meeting Planner. Chicago, IL: Society for Neuroscience, 2009. Online.

 

Früh übt sich, wer ein guter Vater wird

Wie gut Männer für ihre Kinder sorgen, hängt auch davon ab, ob sie selbst als Babies von ihrem Vater umsorgt wurden. Diese Vermutung haben Hirnforscher nun mit Tierversuchen an der Kalifornischen Maus (Peromyscus californicus) erhärtet, einer der wenigen Säugetierarten, bei denen die Väter unter natürlichen Umständen Brutpflege betreiben.

„Unsere Beobachtungen legen nahe, dass die väterliche Pflege während der Entwicklungsphase den Umfang und die Qualität des väterlichen Verhaltens später im Leben beeinflusst“, erläuterte die Doktorandin Erin Gleason von der Psychologischen Abteilung der Universität Wisconsin auf der Jahrestagung der Society for Neuroscience in Chicago. Mit ihren Kolleginnen hatte Gleason das Verhalten von zwei Gruppen von Mäusevätern und deren Nachkommen untersucht. In der einen Gruppe waren die erwachsenen Männchen kastriert worden und hatten deshalb weniger Testosteron im Körper. Diese Männchen verbrachten weniger Zeit in engem Kontakt mit ihren Jungen und pflegten diese auch weniger gut als eine Vergleichsgruppe normaler, nicht kastrierter Männchen.

Als die Jungen aufgewachsen waren, durften sie sich mit Weibchen paaren und die Forscher zeichneten dann mit Videokameras auf, wie die Söhne kastrierter und nicht-kastrierter Väter nun ihrerseits mit dem eigenen Nachwuchs umgingen. Die Auswertung der Videoaufnahmen ergab, dass die künstliche Verringerung des Geschlechtshormons Testosteron auch für die Enkel spürbare Folgen hatte. Die Söhne der kastrierten Väter verbrachten nämlich eindeutig weniger Zeit mit ihren Jungen und sie ließen den Nachwuchs annähernd doppelt so lange allein, wie die Väter der Vergleichsgruppe. Außerdem konnte Gleason beobachten, dass die in ihrer Kindheit vernachlässigten Mäuse ihre Jungen zwar vier Mal so oft aufsammelten – allerdings gelang es diesen Vätern meistens nicht, ihre Jungen auch zurück ins Nest zu bringen.

Für Gleason ist die Studie ein klarer Hinweis, dass Gene alleine das unterschiedliche Verhalten bei der Brutpflege nicht erklären können. „Vielmehr wird das väterliche Verhalten bereits während der frühen Kindheit geprägt“, so Gleason – „und wahrscheinlich ist dies bei Menschen genau so.“

Quelle:

  • Gleason AD, Marler CA. Epigenetic Transmission of Paternal Behavior in the Monogamous and Biparental California Mouse, Peromyscus Californicus. Abstract 100.9. des 2009 Neuroscience Meeting Planner. Chicago, IL: Society for Neuroscience, 2009. Online.

 

 

Hirnveränderungen bei Stotterern sichtbar gemacht

Nervenbahnen, die Signale zwischen dem Hör- und Sprachzentrum der linken Hirnhälfte übertragen, sind bei Stotterern offenbar unterbrochen, berichteten Mitarbeiter der nationalen Gesundheitsinstitute der USA (NIH) auf dem weltweit größten Treffen von Hirnforschern in Chicago.

In der rechten Hirnhälfte fließen die Daten bei Stotterern zwar leichter als bei Menschen ohne Sprachprobleme, fand Soo-Eun Chang mit ihren Kollegen heraus. Dies nützt den Stotterern aber wenig, da Worte und Sprache in aller Regel von der linken Seite des Denkorgans viel leichter geformt werden, als von der rechten. Untersucht und miteinander verglichen wurden 21 gesunde Erwachsene, die bereits von Kind an gestottert hatten, und 21 weitere gesunde Freiwillige ohne Sprachprobleme.

Dass das Gehirn von Stotterern „seitenverkehrt“ angelegt sei, hatte man bereits vor 80 Jahren postuliert. Auch hatten frühere Studien immer wieder Unterschiede im Energieverbrauch zwischen den beiden Hirnhälften bei Stotterern gegenüber flüssigen Sprechern gezeigt. Erst in den vergangenen Jahren ist es den Neurowissenschaftlern jedoch gelungen, den Datenfluss zwischen verschiedenen Hirnregionen entlang der Nervenbahnen sichtbar zu machen.

“Unsere Studie ist die erste, bei der die beim Stottern gestörten Verbindungen derart detailliert erfasst wurden“, erklärte Chang, die nach ihrer Doktorarbeit als Professorin an die Universität von Michigan gewechselt ist. Die Koordinationsstörung zwischen sprachverarbeitenden und spracherzeugenden Regionen der linken Hirnhälfte zeigten die Stotterer sogar dann, wenn sie schwiegen. Für Chang ist das ein klarer Hinweis darauf, dass der gestörte Datenfluss nicht etwa eine Folge des Stotterns ist, sondern dass die „schlechte Leitung“ die Ursache der Sprachstörung sein könnte.

Quelle:

  • Chang S, Horwitz B, Ludlow CL. Inter- and intra-hemispheric functional connectivity differs during speech and non-speech production in stuttering speakers. Abstract 82.2 des 2009 Neuroscience Meeting Planner. Chicago, IL: Society for Neuroscience, 2009. Online.

Stiche ins Gehirn lassen Nerven wachsen

Mit Akupunkturnadeln ist es Forschern der Universität von Süd-Florida gelungen, das Wachstum neuer Nervenzellen im Gehirn erwachsener Mäuse anzuregen. „Die punktgenaue Stimulation bestimmter Hirnregionen führte dazu, dass die Stammzellen der Tiere sich vermehrten, zu wandern begannen und die Selbstheilungskräfte stärkten“, berichtete Shijie Song auf der weltgrößten Versammlung von Hirnforschern, der Jahrestagung der Society for Neuroscience in Chicago.

Akupunktur als eine Art der chinesischen traditionellen Medizin wird seit tausenden Jahren eingesetzt, um Krankheiten zu behandeln und Schmerzen zu lindern, erinnerte Song. „Gegen fortschreitende Nervenkrankheiten wie Alzheimer, Parkinson oder Chorea Huntington hat die Akupunktur jedoch nichts gebracht“, bemerkte der chinesische Neurochirurg, der die Akupunktur selbst gelegentlich bei seinen Patienten anwendet hat.

Ursprünglich wollte Song mit seinen Experimenten fremde Zellen in das Gehirn der Versuchstiere verpflanzen. Dabei hatte er „eher zufällig“ bemerkt dass dort, wohin er mit seinen Führungsnadeln gestochen hatte, nach einiger Zeit neue Nervenzellen zu sprießen begannen. Sein Chef Juan Sanchez-Ramos sei zunächst skeptisch gewesen und habe ihm nicht geglaubt, sagte Song.

Zur Bestätigung entwarf Song dann weitere Experimente, bei denen er mit Akupunkturnadeln gezielt in verschiedene Punkte im Gehirn betäubter Labormäusen stach. Unter dem Mikroskop konnte der Neuroforscher mit seinen Kollegen danach mit einem grünen Leuchtstoff markierte Stammzellen aus dem Knochenmark beobachten, die in das Gehirn zum Ort der Verletzung einwanderten. Aus den Knochenmarks-Stammzellen entstanden offensichtlich neue Nervenzellen, und zwar auch in Hirnregionen, wo dieser Prozess („Neurogenese“) unter natürlichen Umständen nicht statt findet.

„Mit diesem Experiment gewinnen wir neue Einsichten in Vorgänge, die die Geburt neuer Nervenzellen regeln und die zu einer besseren Selbstheilung des Gehirns nach einem Schädeltrauma, Schlaganfall oder neurodegenerativen Erkrankungen führen könnten“, hoffen die Forscher. Bei einem Versuch mit Labormäusen, die als Modelltiere für die Alzheimer-Krankheit herhalten müssen, hätten die Nadelstiche ins Gehirn sogar die Gedächtnisstörungen der Nager lindern können, sagte Song.

In weiteren Studien will er jetzt die Signalwege erkunden, die durch die Nadelstiche angeregt wurden. Außerdem will das Forscherteam heraus finden, wie dauerhaft eingesetzte Nadeln mit und ohne elektrische Reizung die Selbstheilungskräfte des Gehirns anstoßen können.

Quelle:

  • Song, S. et al. Promotion of brain self-repair mechanisms by stereotaxic micro-lesions. Abstract 32.6 des 2009 Neuroscience Meeting Planner. Chicago, IL: Society for Neuroscience, 2009. Online.

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Oregano soll Depressionen verhindern

Vielleicht ist ja doch nicht alles Aberglaube, was aus dem Mittelalter stammt:  Oregano wurde einstmals vermeintlichen Hexen unter die Nase gehalten, um den Teufel zu vertreiben. Zum Schutz vor bösen Mächten legte man es in den Brautschuh und seinen Beinamen „Wohlgemut“ erhielt das Kraut, weil es angeblich Kummer vertreiben und die Menschen fröhlich machen sollte. Viel wissenschaftlicher klingt dagegen, was Mitarbeiter der Schweizer Firma DSM Nutritional Products heraus gefunden haben: „Unsere Daten zeigen, dass Oreganoextrakt ein hirnaktiver moderater Serotonin-Wiederaufnahmehemmer ist mit antidepressiven und angstlösenden Eigenschaften“,  berichteten Hasan Mohajeri und seine Mitarbeiter in Chicago auf dem weltweit größten Treffen von Hirnforschern, der Jahrestagung der Society for Neuroscience. Zurück übersetzt ins Deutsche bedeutet dies: Oregano könnte gegen Depressionen wirksam sein.

Gegen Depressionen ist ein Kraut gewachsen: Organo (Foto: Thomas Then, Wikipedia GNU FDL

Gegen Depressionen scheint ein Kraut zu wachsen: Oregano (Foto: Thomas Then, Wikipedia GNU FDL

Mit einem so genannten Mikrodialyse-Experiment hatte Mohajeri bei Ratten direkt beobachten können, wie der Oreganoextrakt im Gehirn der Tiere die Menge des „Wohlfühl-Botenstoffes“ Serotonin vermehrte. In einem weiteren Tierversuch hätten sich Mäuse nach Aufnahme des Extraktes  weniger depressiv verhalten als Artgenossen, die kein Organo gefressen hatten. Zwar räumt Mohajeri ein, dass Depressionen Mäusen nur schwer anzusehen sind. Der Verhaltenstest sei aber allgemein akzeptiert und werde häufig genutzt um die Stärke von antidepressiven und angstösenden Wirkstoffen zu messen, sagt der Wissenschaftler, der vor dem Wechsel in die Industrie am Zentrum für Medizinische Forschung der Universität Zürich gegen die Alzheimer-Krankheit geforscht hat.

Nach Schätzungen des US-amerikanischen Institut für Geistige Gesundheit (National Institute of Mental Health) leiden jährlich 10 bis 15 Prozent aller Erwachsenen unter Depressionen. Experten der Weltgesundheitsorganisation erwarten, dass die Krankheit häufiger wird und dass im Jahr 2020 ein Viertel der Bevölkerung betroffen sein wird. Zwar gibt es Dutzende wirksame Arzneimittel gegen Depressionen und Angststörungen, „die meisten können aber schwerwiegende Nebenwirkungen haben und bei etwa einem Viertel der Patienten helfen diese Mittel nicht“, sagt Mohajeri.

Bei seinem neuen Arbeitgeber DSM, dem weltweit führender Lieferanten von Vitaminen für die Lebensmittelindustrie, suchte der gebürtige Iraner deshalb nach Natursubstanzen mit antidepressiver Wirkung und insbesondere nach Stoffen, die in der Nahrung vorkommen. Es sei allgemein akzeptiert, dass unsere Nahrung sowohl die körperliche wie auch die geistige Gesundheit beeinflusst, erinnerte Mohajeri. Für besonders empfindliche Menschen die beispielsweise erblich vorbelastet sind oder mit schwierigen Lebensumständen zu kämpfen haben, könne die richtige Ernährung den Unterschied ausmachen zwischen einem befriedigenden Dasein und einem Leben voller Stimmungsschwankungen, versicherte der Industrieforscher: „Wenn der Körper die Nahrung erhält, die er braucht, funktioniert das Gehirn besser.“

Wie auch die meisten geistigen Erkrankungen werden Stimmungsschwankungen durch ein Ungleichgewicht zwischen bestimmten Botenstoffen des Gehirns verursacht. Bei Angststörungen und Depressionen sind die Neurotransmitter Serotonin, Noradrenalin und Dopamin beteiligt. Die Forscher überprüften deshalb eine riesige Sammlung von Pflanzenextrakten – eine Stoffbibliothek – und ermittelten daraus jene Kandidaten, die den Stoffwechsel der drei Neurotransmitter beeinflussten. Dabei zeigte sich, dass ein spezieller Extrakt aus Oregano den Abbau der Botenstoffe im Gehirn verlangsamte. Zwei Inhaltsstoffe des Extraktes waren für dessen biologische Aktivität hauptsächlich verantwortlich: Carvacrol und Thymoquinon, von denen man auch weiß, dass sie als Antibiotika gegen Bakterien wirken.

Zwar ist der Oregano-Extrakt nur ein Tausendstel so stark wie eines der meistgenutzten Antidepressiva, Fluoxetin. Dennoch zeigte es bei Ratten den gewünschten Effekt und ist mittlerweile auch an gesunden Freiwilligen getestet worden, wo es keine Nebenwirkungen gegeben hat. Laut Mohajeri soll der Oreganoextrakt jedoch nicht den etablierten Antidepressiva Konkurrenz machen. Geplant sei vielmehr, es als Nahrungsergänzungsmittel anzubieten oder zusammen mit Vitaminen und Mineralien in Pillenform zu pressen, die dann etwa zur Stresslinderung angepriesen werden sollen oder zur Vorbeugung gegen Depressionen. Bei den menscchlichen Versuchspersonen sei hier eine günstige Wirkung beobachtet worden.

Die ursprünglich im Mittelmeerraum beheimatete Pflanze Oregano ist fester Bestandteil der mediterranen Küche. Als Gewürzmittel wird das Kraut mit dem herben Aroma seit mindestens 300 Jahren geschätzt und ohne die grünen Blättchen wäre heute keine Pizza komplett. Laut Hippokrates, dem berühmtesten Arzt des Altertums, soll Oregano übrigens auch Geburten beschleunigen und Hämorrhoiden heilen. Dies habe man aber noch nicht getestet, erklärte in Chicago Hasan Mohajeri auf unsere Nachfrage.

Quelle:

  • Mohajeri M et al. Monoamine reuptake inhibition and improvement of mood by a specified oregano extract. Abstract 97.6 des 2009 Neuroscience Meeting Planner. Chicago, IL: Society for Neuroscience, 2009. Online.

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Buchbesprechung: Valentin Braitenberg erklärt die Welt

„In diesem Buch will ich versuchen, eine Weltanschauung – meine eigene – in ihrer Gesamtheit darzustellen“, verspricht Valentin Braitenberg im Vorwort seines neuen Werkes: „Das Bild der Welt im Kopf – Eine Naturgeschichte des Geistes„. In der Wikipedia wird Braitenberg als „Hirnforscher, Kybernetiker und Schriftsteller“ vorgestellt, außerdem als ehemaliger Direktor am Max-Planck-Institut für Kybernetik in Tübingen. Weil diese Beschreibung zwar genau ist, aber doch verkürzt, und weil es ziemlich schwierig ist, diesem originellen Kopf gerecht zu werden, möchte ich lieber etwas weiter ausholen und zitiere dazu vom Einband des bereits genannten, 211 Seiten starken Bandes:

Lebt für die Lust am Verstehen: Professor Valentin Braitenberg (Foto: Schattauer Verlag)

Lebt für die Lust am Verstehen: Professor Valentin Braitenberg (Foto: Schattauer Verlag)

„Professor Dr. Dr. h. c. Valentin Braitenberg. In Bozen geboren – im selben Jahr wie die Quantenmechanik, die Königin von England und Fidel Castro. Italienisches humanistisches Gymnasium sowie Ausbildung als Geiger am Konservatorium in Bozen. Im letzten Kriegsjahr in Folge unbedachter Äußerungen Mitglied einer Strafkompanie, die mit dem Ausgraben unexplodierter Bomben in Innsbruck betraut wurde. Dann Bratschist im Tiroler Landesorchester in Innsbruck, Student der Physik, später der Medizin. Promotion und Facharzt für Neurologie und Psychiatrie in Rom. Nach Forschungsjahren in Deutschland und in den USA Habilitation in Kybernetik und Informationstheorie… Autor von mehreren Sach- und Fachbüchern. Valentin Braitenberg lebt, mit einer New Yorkerin verheiratet, in Tübingen, Meran und Neapel.“

Zurück zum Vorwort, wo der sympathische Professor (ein Besuch in seinem Labor liegt nunmehr bald 20 Jahre zurück) erklärt, das Buch sei vor allen Dingen dem Wunsch entspungen, „das Gedankengebäude, in dem ich mich behaglich eingerichtet habe, auf seine Geschlossenheit zu überprüfen. Dahinter verbirgt sich keineswegs der Gedanke, dass meine Art, die Welt – und mich in ihr – zu sehen, etwa die bestmögliche oder gar die einzig mögliche sei. Eher schon verstehe ich sie als einen Köder, der mir Leute, die ähnlich denken, zuführen und vielleicht zu Freunden machen könnte. Doch sind mir die anderen, die gute Gründe haben, anders zu denken, genau so lieb.“ Und weiter stichelt Braitenberg: „In der sicheren Erwartung, dass mich die Philosophen nicht zitieren werden, zitiere ich sie auch nicht.“

Auf das Vorwort folgt noch ein Beipackzettel – eine kleine Gebrauchsanweisung, in der Braitenberg seinen Lesern empfiehlt, die Dosis von einem Kapitel pro Tag nicht zu überschreiten. Von der Lektüre nach den Mahlzeiten wird abgeraten. Kapitel 1 könne Widerwillen auslösen und solle dann übersprungen werde, in Kapitel 3 droht Schwindelgefühl, „besonders, wenn man sich nicht genug Zeit für Meditation nimmt“, andere Passagen könnten allergische Reaktionen hervorrufen oder Ermüdungserscheinungen, doch seien Unverträglichkeiten mit anderen Weltanschauungen bisher nicht beobachtet worden.

So weit, so gut. Wir sind gewarnt. Überfliegen noch schnell ein Vorwort des Hirnerklärers und -forschers Manfred Spitzer und stürzen uns hinein in das Lesevergnügen. Die Lust am Verstehen sei der Grund für seine Mühe gewesen, sagt Braitenberg und zieht uns wie versprochen mit erstaunlicher Leichtigkeit hinein in seine Welt. Erklärt ´mal eben, warum Mensch, Tier und Pflanze am Leben hängen und läßt durchblicken, dass diese Erklärung ihm fast schon hinreicht, um auch den Sinn des Lebens zu erklären – oder jedenfalls das, was uns alle antreibt. Im Abschnitt „Verstehen“ geht es um Wissenschaft und ihre Spielregeln, um Menschen, die geistige Kataloge erstellen und solche, die aus Sucht oder aus Faulheit nach Regeln suchen.

„Im Grunde bin ich aber in mein eigenes Denken verliebt“, entschuldigt sich Braitenberg verschmitzt und verweist wie zur Entschuldigung darauf, dass diese Lust am Verstehen, die ihn durchs Leben trägt, keine Sättigung kennt. Außerdem habe diese Lust anderen Lüsten vieles voraus: „Anders als beim Raffen von Geld und Macht oder beim Sammeln von Liebestrophäen nimmt das,was ich gewinne, wenn ich der Lust am Verstehen nachgehe, keinem Menschen etwas weg“. Es folgt eine umwerfende Utopie für die Satzung einer Republik mit zehn Regeln, darunter einer Schulpflicht bis ins Rentenalter. Am besten gefällt mir Paragraph zehn, wonach die Satzung der Republik vom Volk mit 6/7Mehrheit geändert werden kann. „Das Volk in diesem Sinne besteht aus allen Bürgern im Alter zwischen 40 und 50 Jahren, die überdurchschnittliche schulische Leistungen nachweisen können. Ausgenommen sind Geisteskranke, Millionäre, Betreiber von Fernsehanstalten, Designer, Stars im Sport- oder Showgeschäft oder Berufspolitiker.“ Ist diese Utopie ernst gemeint oder nicht? Wie kam der Mann auf diese zehn Regeln?

Zu Schade, dass an diesem Punkt, am Ende des ersten Kapitels, weitgehend Schluss ist mit lustig. Bitte Herr Braitenberg – lassen Sie uns (in ihrem nächsten Buch?) teilhaben an jenen Gedanken, die ihrer utopischen Republik zugrunde lagen. Denn von nun an ging es mit dem Lesevergnügen für mich leider bergab. Der scharfe Intellekt des Autors und seine Gabe, Zusammenhänge aufzuzeigen, blitzt zwar immer wieder auf und auch im zweiten Kapitel – dem Blick nach innen – komme ich nicht umhin, immer wieder zustimmend-anerkennend-überrascht-erfreut zu nicken, und meine Notizen an den Rand zu kritzeln.

Vielleicht liegt es an meinem Beruf als Wissenschaftsjournalist, vielleicht an meiner Spezialisierung auf die Hirnforschung, jedenfalls erschienen mir restlichen Kapitel weitaus weniger spannend und einleuchtend. Zwar sind auch die Meditationen über die physikalische Welt sowie über die Entstehung und Vermehrung von Lebewesen durchaus lesenswert und durchzogenen von originellen Gedanken und Erläuterungen. Spätestens wenn Braitenberg jedoch zu seinem eigentlichen Spezialgebiet kommt, dem Gehirn als Ebenbild der Welt, seinem Gebrauch und dem darin verankerten Sinn für Ästhetik, hätte ich mir etwas mehr Zurückhaltung bei der Erläuterung der Anatomie und Physiologie unseres Denkorgans gewünscht.  In seinem Beipackzettel hatte Braitenberg zwar fairerweise vor Emüdungserscheinungen bei diesen Kapiteln gewarnt. Dennoch erlaube ich mir zu sagen: Weniger wäre hier mehr gewesen.

Hier konnte Braitenberg, der wohl an die vierzig Jahre lang Hirnschnitte durch das Mikroskop angeschaut hat, sich weniger gut in den Leser hinein versetzen. Dem Buch schadet es jedenfalls, dass nach dem furiosen Auftakt peu a peu der Anteil an Erklärungsbedürftigem zu- und die Spannung dadurch abnimmt. Wer wie bei einem Kriminalroman auf den letzten Seiten eine Auflösung erwartet, die den Leser für seine Geduld belohnt, muss sich auf eine Enttäuschung einstellen. Wer sich von dieser  Aussicht nicht abschrecken läßt, wird jedoch auch jenseits des dritten Kapitels noch einigen Rosinen finden, die der Mühe wert sind. Mit dieser kleinen Einschränkung möchte ich mich dem Urteil Manfred Spitzers anschließen: Die cartesianischen Meditationen á la Braitenberg geraten jedem denkenden Menschen zu einem ganz privaten Vergnügen der besonderen Art.

Warnung vor Stammzelltherapie mit adulten Zellen

Wo verläuft die Grenze zwischen wissenschaftlich fundierten Heilversuchen und dem unseriösen, ja skrupellosen Geschäft mit der Hoffnung? Diese Frage ist im Gesundheitswesen mit seinem kaum durchschaubaren Geflecht an Interessensgruppen oft schwer zu beantworten. Sicher ist aber, dass diejenigen, die laut und meinungsstark für einen besseren Schutz verzweifelter Patienten plädieren, sich auf ein juristisches Minenfeld begeben. Gegendarstellungen, Abmahnungen samt „strafbewehrter Unterlassungserklärung“ und Klage auf Schadensersatz bedeuten dann meistens auch: Es geht um viel Geld.

Rudolf Jaenisch

Politisch engagiert und "sehr besorgt": Rudolf Jaenisch, gewann den Schering-Preis 2009 (Copyright: Jaenisch)

Zwischen 7545 Euro und 26000 Euro verlangt das XCell-Center von Patienten, die sich in Düsseldorf oder Köln Stammzellen aus dem Knochenmark entnehmen und diese nach einigen Tagen wieder in den Körper spritzen lassen. Mehr als 1600 Kranke hätten von diesem Angebot bereits Gebrauch gemacht, meldet das private Institut auf seiner Webseite. Unter den behandelten Krankheiten listet man dort die Amyothrophe Lateralskelerose (ALS), Alzheimer, Arthrose und Diabetes, Erektionsstörungen, die frühkindliche Zerebralparese, Arteriosklerose („Arterienverkal-kung“), die Makuladegeneration als häufigste Ursache der Blindheit, die Multiple Sklerose, die Parkinson-Krankheit, den Schlaganfall und schließlich Verletzungen des Rückenmarks bis hin zur kompletten Querschnittslähmung. Viele dieser Krankheiten gelten als unheilbar, bei manchen kann man auch mit Medikamenten nur wenig ausrichten.

Die gesetzlichen Krankenkassen – per Gesetz verpflichtet, nur das zu zahlen, was „ausreichend, zweckmäßig und wirtschaftlich“ ist – erstatten die Kosten der Eingriffe beim XCell-Center nicht. Patienten, die willens und in der Lage sind, die Behandlung aus eigener Tasche zu bezahlen, gibt es dennoch genug. Sie werden im In- und Ausland mit Anzeigen geworben – etwa bei Google, wo von „ersten Erfolgen bei der innovativen Stammzelltherapie in Deutschland“ zu lesen ist. Telefonische Ansprechpartner gibt es nicht nur für Deutschland, Österreich und Schweiz, sondern neben vielen anderen Ländern auch für die USA und Kanada, Australien und Neuseeland, Italien, Frankreich, Großbritannien und die Niederlande, für „russisch sprechende Personen“ und für den Nahen Osten.

„Versprechungen ohne Basis

Seit Januar 2007 läuft das Geschäft, doch nun wollen Neurologen wie Grundlagenforscher dem offenbar nicht länger zusehen. „Diese Versuche entbehren jeglicher wissenschaftlicher Grundlage und ich bin sehr besorgt, dass hier zum Teil Versprechungen gemacht werden, die überhaupt keine Basis haben und die verzweifelte Patienten dazu bringen, 20000 Euro auszugeben“, sagte Rudolf Jaenisch, einer der Pioniere der Stammzellforschung, als er kürzlich in Berlin den Ernst Schering Preis entgegen nahm. Es sei „erstaunlich dass solche so genannten Kliniken so etwas überhaupt anbieten dürfen“, kritisierte der deutschstämmige Wissenschaftler, der 1984 das renommierte Whitehead Institute of Biomedical Research mitbegründet hat und der als Professor am Massachusetts Institute of Technology eine große Forschergruppe leitet. Als hätte man Jaenischs Worte unterstreichen wollen, lobte man den „Vater“ der ersten gentechnisch veränderten Maus bei der Preisvergabe auch noch für seine „besonnene und ethisch-verantwortungsvolle Beteiligung an der politischen Diskussion zur Forschung an menschlichen Stammzellen“.

„Ich dachte, es hilft“

Am gleichen Tag gingen auch die Deutsche Gesellschaft für Neurologie (DGN) und die Deutsche Parkinson-Gesellschaft mit einer gemeinsamen Stellungsnahme erneut in die Offensive. „Der Behandlung von Parkinson-Patienten mit so genannten adulten Stammzellen fehlt nach dem aktuellen Kenntnisstand jeglicher Nutzen“, sagte DGN-Vorstandsmitglied Wolfgang Oertel bei einer Pressekonferenz in Nürnberg. Als „Kronzeugin“ präsentierte Oertel die Patientin Petra Aschenbeck, die sich am XCell-Center gegen ihre Parkinson-Krankheit hatte behandeln lassen. „Ich dachte es hilft, aber nach fünf Wochen ging es mir schlechter als zuvor“, so die frühere Standesbeamtin. Ohne Rücksprache mit ihrem Neurologen hatte sie sich zunächst Knochenmark aus dem Hüftknochen entnehmen lassen, die darin enthaltenen Stammzellen seien ihr dann wieder infundiert worden. „Anderen würde ich das nicht empfehlen“, sagte Aschenbeck und will die 7500 Euro nun gerichtlich wieder einklagen, die ihre Eltern für die Behandlung vorab bezahlt hatten. Oertel sind mindestens 15 ähnliche Fälle bekannt, „darunter einige, die gar nicht an Parkinson litten“. Die Krankengeschichten all dieser Patienten sollen nun dokumentiert und in einer wissenschaftlichen Fachzeitschrift veröffentlicht werden, kündigte Oertel an.

Auch bei XCell ist man indes nicht untätig. Schon wenige Tage nach den geballten Vorwürfen, ohne wissenschaftliche Grundlage zu arbeiten, erschienen auf der Webseite des Instituts mehrere Auswertungen, die den Erfolg der Behandlungen dokumentieren sollen. So seien bei der „statistischen Nachevaluierung“ von 30 Patienten mit einer Cerebralparese bei fast 70 Prozent der mit adulten Stammzellen behandelten Patienten eine Verbesserung ihrer Symptome festgestellt worden. Und weiter: „Bei 40 % der behandelten Patienten wurde eine Besserung der Sprachfähigkeit beobachtet. Bei 20 % der Fälle wurde ein signifikanter Rückgang oder ein komplettes Fernbleiben epileptischer Anfälle beobachtet.“ Ähnliche Stabdiagramme sollen die Ergebnisse einer Studie mit 19 Patienten mit Multipler Sklerose dokumentieren. Anderswo berichtet man über eine „Studie mit 53 unserer Patienten mit amyotropher lateraler Sklerose“.

Doch die vom XCell-Center gegen die ALS eingesetzten, unveränderten adulten Stammzellen halten die weltweit führenden Forscher auf diesem Gebiet für aussichtslos. So drehte sich zwar bei einem Symposium der Delambre Stiftung im kanadischen Quebec Ende September eine ganze Sitzung um Stammzellen – allerdings nur um solche, die aus Embryonen stammen oder die aus Patienten gewonnenen und anschließend mit Hilfe der Gentechnik „umprogrammierten“ so genannten induzierten, pluripotenten Stammzellen („Ipsen)“. Sie sollen für Tierversuche und für Medikamententests erprobt werden (englischsprachiger Bericht dazu bei Alzforum.org).

Die weltweit erste Sicherheitsstudie, bei der ALS-Patienten im Labor veränderte Stammzellen erhalten sollen, hatte die US-Zulassungsbehörde FDA eine Woche zuvor genehmigt. Nun sollen zunächst 12 von 18 Freiwilligen unter der Leitung von Eva Feldmann an der Emory-Universität in Atlanta behandelt werden, sofern das dortige Ethik-Kommittee den Versuch genehmigt. Dann erst dürfen die Ärzte den Patienten die geplanten fünf bis zehn Injektionen mit aus dem Rückenmark gewonnenen und im Labor veränderten „neuralen Stammzellen“ verabreichen. Die Probanden würden dann in regelmäßigen Abständen nach der Therapie untersucht und die Daten abschließend nach zwei Jahren beurteilt, kündigte der Hersteller der patentierten Zellen, die Firma Neuralstem an.

In den USA braucht die Therapie eine Genehmigung, in Deutschland nicht

Der Genehmigung durch die FDA waren mehrmonatige Prüfungen voran gegangen, bei denen die Zulassungsbehörde von Neuralstem auch Änderungen des Studienprotokolls verlangt hatte, um die Sicherheit des Experiments zu erhöhen. In Deutschland dagegen sind sich die Juristen noch uneins, ob die am XCell-Center angebotenen Therapien mit der jüngsten Änderung des Arzneimittelgesetzes am 23. Juli dieses Jahres genehmigungspflichtig wurden. Falls dem so wäre, könnte man sich in Düsseldorf immer noch auf eine Übergangsregelung berufen. Sie gilt EU-weit bis Ende 2012.

Skeptisch macht, dass die hauseigenen „Studien“ auf der Webseite des Unternehmens allesamt ohne Vergleichsgruppe sind. Ohne aber zu wissen, wie es vergleichbaren Patienten mit einer Scheinbehandlung (Placebo) ergangen wäre,  kann niemand sagen, wie wirksam die Stammzellkur gegenüber herkömmlichen Therapien tatsächlich ist. Die Berichte einzelner Patienten über eine Besserung ihrer Beschwerden könnten angesichts des schwankenden Verlaufs etwa der Multiplen Sklerose oder der Parkinson-Krankheit durchaus auf zufälligen Veränderungen beruhen.

Parkinson-Experte Wolfgang Oertel (Foto: DGN)

Parkinson-Experte Wolfgang Oertel (Foto: DGN)

XCell-Beirat: Keine Publikationen zu Stammzellen

Auffällig ist, dass keiner der XCell-Mitarbeiter sich bislang mit Publikationen über Stammzellen hervor getan hat. Denn wer unter Wissenschaftlern etwas gelten will, dokumentiert seine Leistungen am besten dadurch, dass er seinen Kollegen in anerkannten Fachzeitschriften die Ergebnisse seiner Arbeit zum nachlesen präsentiert. In diesem Fall fördert eine kurze Literatursuche bei Pubmed für den XCell-Kritiker Jaenisch 154 Publikationen über Stammzellen zutage. Dagegen findet sich für die drei laut X-Cell-Center „internationalen Experten“ des eigenen wissenschaftlichen und medizinischen Beirats zu diesem Thema keine einzige Veröffentlichung. Wolfgang Oertel hat über 450 Originalpublikationen vorzuweisen – die meisten davon über die Parkinson-Krankheit – und auch hier geht der XCell-Beirat leer aus.

Womöglich floriert das Unternehmen auch deshalb, weil die dort beworbenen „adulten“, also „erwachsenen“ Stammzellen hierzulande von vielen Politikern als Königsweg aus einem ethischen Dilemma gesehen werden: Als James Thomson an der Universität von Wisconsin 1998 erstmals menschliche embryonale Stammzellen (ES) isoliert hatte,  glaubte die überwiegende Mehrzahl der Experten, das diese ES-Zellen die besten Kandidaten für eine Therapie am Menschen seien (siehe Hintergrund: Stammzellen – Hoffnungsträger mit Risiken). Diese Zellen hatte Thomson jedoch aus wenige Tage alten, „überzähligen“ menschlichen Embryonen gewonnen, die in amerikanischen Kliniken mit einer künstlichen Befruchtung gezeugt und dann nicht mehr benötigt wurden, weil sich der Wunsch der Eltern nach einem Kind bereits erfüllt hatte. Nun gilt Thomson zwar mittlerweile als Kandidat für den Nobelpreis, in Deutschland würde seine Art der „Fremdnutzung“ menschlicher Embryonen jedoch mit bis zu fünf Jahren Gefängnis bestraft.

Kein Wunder, dass auch viele Forscher jubilierten, als in angesehenen Fachzeitschriften Berichte erschienen, die den Anschein erweckten, dass Stammzellen erwachsener Menschen – etwa aus dem Knochenmark – sich ebenfalls durch Zugabe bestimmter Proteine und Wachstumsfaktoren umformen und fast unbegrenzt vermehren ließen. Das Ethik-Problem schien gelöst, als auch noch erste Erfolgsberichte aus der klinischen Forschung kamen. „Man muss keine Embryonen töten, um kranken Menschen zu helfen“, folgerte etwa der CDU-Vize und frühere Forschungsminister Jürgen Rüttgers aus dem Schicksal eines einzigen Herzinfarktpatienten. Heute ist Rüttgers Ministerpräsident von Nordrhein-Westfalen, eben jenes Bundeslandes, wo das XCell-Center seinen Sitz hat. Ende August gab das Ordnungsamt der Landeshauptstadt Düsseldorf dem XCell-Center die Erlaubnis zum Betrieb einer Privatkrankenanstalt nach § 30 der Gewerbeordnung. Seitdem darf man sich auch offiziell „Klinik“ nennen.

Doch die Berichte über die Wandlungsfähigkeit und die Heilkraft der adulten Stammzellen seien „nicht glaubwürdig“ und „überholt“, ärgert sich Jaenisch. „Wenn man sich das genau anschaut, gibt es längst andere Interpretationen, die Daten sind einfach nicht überzeugend“. Adulte Stammzellen seien zwar „unglaublich wichtig“, es müsse aber vor deren Anwendung bei menschlichen Patienten noch sehr viel mehr gelernt werden. „Ich weiß, dass dies auch bei Herzerkrankungen hier in Deutschland in großem Stil gemacht wird – aber ich würde es bei mir nicht machen lassen“, urteilte Jaenisch in Berlin. In Nürnberg schlug Oertel in die gleiche Kerbe und appellierte an den Gesetzgeber, derartigen Behandlungsangeboten einen eindeutigen Riegel vorzuschieben.

Weitere Informationen:

Stammzellen – Hoffnungsträger mit Risiken

Was jeder über Stammzellen wissen sollte, findet sich in einer Pressemitteilung der Deutschen Gesellschaft für Neurologie. Ich gebe sie hier nur leicht verändert wieder, habe noch einige Informationen und Links hinzu gefügt und mir vorgenommen, diesen Text aktuell zu halten, damit Sie auf dem Laufenden bleiben:

(Letzte Aktualisierung am 6. Oktober 2009) Nur wenige wissenschaftliche Entdeckungen werden in der Öffentlichkeit derart kontrovers diskutiert und teilweise auch mit großen Hoffnungen betrachtet, wie die Möglichkeit, Stammzellen zur Therapie menschlicher Erkrankungen zu nutzen. Viele Patienten, aber auch unabhängige Forscher sowie zahlreiche Biotechnologie-Unternehmen und deren Aktionäre erhoffen sich, Stammzellen in ihrer Entwicklung so zu lenken, dass daraus eine unerschöpfliche Quelle für Ersatzgewebe wird – seien es Insulin-produzierende Zellen für Zuckerkranke, neue Herzmuskeln für Infarktgeschädigte oder speziell in der Neurologie: Nervenzellen für Schlaganfall-, Parkinson- oder Alzheimerpatienten.

Stammzell-Typen

Stammzellen sind Zellen der Körpers, die sich selbst vermehren und aus denen andere Zelltypen hervorgehen können. Je nach Art der Stammzelle (SZ) und je nachdem, welche Einflüsse auf sie wirken, können sie jegliche Art von Gewebe bilden (totipotente SZ) oder ihre Entwicklung ist auf bestimmte, festgelegte Gewebetypen beschränkt (pluripotente SZ).

Stammzellen lassen sich gemäß ihrer Herkunft unterscheiden in: embryonale (aus dem Embryo), fetale (aus dem Fötus, also ab der neunten Schwangerschaftswoche) und adulte (von Säuglingen, Kindern, Erwachsenen) Stammzellen. Auch in den Organen erwachsener Menschen finden sich nämlich teilungsfähige Zellen, die Nachschub für verbrauchte Zellen oder Ersatz bei Verletzungen liefern, seien es blutbildende Stammzellen im Knochenmark, Keimzellen im Hoden oder neuronale Stammzellen im Gehirn.

Zehn Jahre intensive Forschung – und ethische Barrieren

James Thomson von der Universität von Wisconsin gelang es 1998 erstmals, menschliche embryonale Stammzellen (ES) zu isolieren und über mehrere Jahre hinweg glaubte die überwiegende Mehrzahl der Experten, das die ES-Zellen die besten Kandidaten für eine Therapie am Menschen seien. Denn es galt die Faustregel: Je früher in der Entwicklung Stammzellen gewonnen werden, desto wandlungs- und anpassungsfähiger sind sie auch. Die Herkunft von Thomsons ES-Zellen stellt indes für viele ein ethisches Problem dar, denn sie wurden aus wenige Tage alten, „überzähligen“ menschlichen Embryonen gewonnen, die in amerikanischen Kliniken mit einer künstlichen Befruchtung gezeugt und dann nicht mehr benötigt wurden, weil sich der Wunsch der Eltern nach einem Kind bereits erfüllt hatte. In Deutschland ist diese „fremdnützige“ Erzeugung menschlicher Embryonen gesetzlich verboten und in den USA hatte der damalige Präsident George W. Bush die staatliche Förderung für die Erforschung menschlicher embryonaler Stammzellen stark beschränkt. Einen möglichen Ausweg aus dem Dilemma eröffnete im Jahr 2006 der Japaner Shinya Yamanaka, dem es gelang, Hautzellen der Maus genetisch so zu verändern, dass daraus unterschiedliche Zelltypen heran gezüchtet werden konnten. 2007 gelang das Kunststück dann auch mit menschlichen Hautzellen. Seitdem ist die Herstellung dieser so genannten Ipse (ein Kunstwort für induzierte pluripotente Zellen) immer weiter perfektioniert worden.

Risiken von Stammzellen

Ein Risiko bei der „Umprogrammierung“ von SZ mit fremden Genen oder Viren ist, dass dies die Stammzellen entarten, unkontrolliert zu wachsen beginnen und dadurch eine Krebserkrankung entstehen könnte. In Tierversuchen wurde dies wiederholt beobachtet und Wissenschaftler haben deshalb verschiedene Systeme entwickelt, um mit möglichst wenig „Programmierschritten“ auszukommen. Erst vor wenigen Wochen gelang es Beispielsweise dem Team um Professor Hans Schöler am Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster, adulte menschliche Zellen mit einem einzigen eingeschleusten Gen in ethisch wie juristisch unbedenkliche Ipse zu verwandeln.

Trotz der rasanten Fortschritte auf diesem Gebiet halten die meisten Fachleute eine Anwendung am Menschen noch für verfrüht. Dessen ungeachtet haben weltweit mehrere Firmen ein regulatorisches Vakuum genutzt, um „Stammzelltherapien“ anzubieten, darunter auch das XCell-Center mit Sitz in Köln und Düsseldorf, das nach eigenen Angaben bereits Tausende von Patienten behandelt hat – ein Vorgehen das von der Deutschen Gesellschaft für Neurologie angesichts der noch nicht evaluierten Therapiesicherheit heftig kritisiert wird.

Kurze Geschichte der Stammzellforschung (mit ausgewählten Links)

Weitere Informationen

Neue Therapie gegen Altersblindheit (AMD)

Die Deutsche Opthalmologische Gesellschaft (DOG) bewirbt eine neue Therapie. Zu vermuten ist, dass davon nicht nur die Patienten, sondern auch manche Augenärzte und die Firma Novartis als Hersteller des Medikamentes Ranibizumab profitieren werden. Leider wird der Preis des neuen Verfahrens nicht genannt. Aber sei´s drum: Die Pressemitteilung gibt genug her, dass ich sie hier trotzdem wieder gebe:

Für die altersabhängige Makuladegeneration (AMD) steht in Kürze eine neue Therapie zur Verfügung. Sie kombiniert die zweimalige Injektion des Wirkstoffs Ranibizumab (Lucentis®) mit einer Bestrahlung der Netzhaut im Auge. Damit könnte die besonders gefährliche „feuchte“ Form der AMD künftig noch wirksamer, kostengünstiger und mit weniger Aufwand für den Patienten behandelt werden.

AMD ist hierzulande die häufigste Ursache für Erblindung im Alter. „Jedes Jahr erkranken in Deutschland etwa 50 000 Menschen neu an der feuchten Form der AMD“, erklärte Professor Peter Wiedemann, Präsident der DOG und Direktor der Universitäts-Augenklinik Leipzig im Vorfeld des 107. Kongresses seiner Fachgesellschaft. Bei der feuchten Form der AMD bilden sich Blutgefäße im Bereich der Makula, der Zone mit den meisten Sehzellen auf der Netzhaut. Die Äderchen sondern Flüssigkeit ab und zerstören so die Sinneszellen. Die Injektion von Ranibizumab in den Augapfel verhindert, dass sich neue Blutgefäße bilden. „Die monatlichen Injektionen sind zwar erfolgreich, aber nicht nur sehr kostenintensiv, sondern auch mit großem organisatorischem Aufwand für Patient und Arzt verbunden“, so Wiedemann.

Abhilfe könnte eine neue Therapie schaffen, bei der Ärzte die Netzhaut mit dem radioaktiven Isotop Strontium-90 bestrahlen. In einer kurzen ambulanten Operation wird die Strahlenquelle mit einem speziellen Gerät gezielt bis zur erkrankten Makula vorgeschoben. So können die Strahlen punktgenau wirken, benachbarte Strukturen bleiben verschont.

„Ranibizumab hemmt nur die Bildung neuer Blutgefäße. Die Strahlen wirken aber auch gegen die lokale Entzündungsreaktion – einen weiteren Faktor im Krankheitsbild AMD. So können verschiedene Ursachen der AMD in die Zange genommen werden“, erklärt Wiedemann. In der internationalen Cabernet-Studie, an der auch seine Klinik teilnimmt, erfolgt die Bestrahlung deshalb in Kombination mit zwei Injektionen von Ranibizumab. „Die bisherigen Erfahrungen sind vielversprechend. Bei vielen Patienten bleibt der Zustand stabil.“ Da das Bestrahlungsgerät mittlerweile zugelassen wurde, könnte die Therapie in Kürze zur Verfügung stehen. „Ein wesentlicher Vorteil würde dann vor allem in der verminderten Zahl der Injektionen bestehen. Eventuell ist die Strahlenbehandlung aber auch eine Alternative für Patienten, die auf die Injektionstherapie nicht ansprechen“, hofft Wiedemann. Die Bestrahlung mit Strontium-90 wird nur einmal angewendet.