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Google-Technik soll Brustkrebs erkennen

Die Mammographie ist ein Verfahren, bei dem Röntgenbilder der weiblichen Brust angefertigt werden. Ziel ist es, eine Krebserkrankung möglichst früh zu erkennen, genauer zu erfassen, oder auszuschließen. Die schwierige Aufgabe erfordert ein langes Fachstudium, und selbst Radiologen mit großer Erfahrung liegen mit ihren Beurteilungen nicht selten daneben. Die Folge sind falsche Alarme („falsch Positive“), die zur Verunsicherung der Frauen führen und zu Nachuntersuchungen, die sich erst im Rückblick als unnötig herausstellen. Dazu kommen noch Tumoren, die übersehen werden („falsch Negative“), und die weniger gut behandelt werden können, wenn sie schließlich doch auffällig werden.

Genauere Diagnosen erhofft man sich von der Technik der künstlichen Intelligenz (KI), die von Firmen wie Google und Microsoft erforscht und zunehmend eingesetzt wird. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der selbstlernenden Computerprogrammen, die Anhand von Bildern und anderen Mustern Vorhersagen treffen sollen.

Eine Studie, die jetzt in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht – und von Google finanziert – wurde zeigt, wohin die Reise gehen könnte: Ein Forscherteam trainierte die Software mit Mammographie-Bildern von 26.000 Frauen aus Großbritannien und 3000 aus den USA. Ob die Diagnosen richtig waren, konnte man überprüfen, weil die Frauen etwa 3 Jahre später erneut untersucht wurden.

Beim Vergleich der Vorhersage-Genauigkeit hatte die Software sowohl weniger falsche Alarme verursacht, als auch weniger Tumoren übersehen. Auch als die Forscher das KI-System lediglich mit den britischen Daten trainierten, und anschließend anhand der US-Daten testeten, war „Dr. Google“ überlegen. Gegenüber den US-Ärzten hatte die Software 3,5 Prozentpunkte weniger falsch Positive und 8,1 Prozentpunkte weniger falsch Negative. Dies zeigt, dass die Software länderübergreifend zum Einsatz kommen könnte und nicht nur in jenen Regionen, wo sie ursprünglich getestet wurde. Theoretisch könnten daher weltweit Engpässe in der Versorgung gelindert und vielerorts die Qualität verbessert werden.

Kritisch anzumerken ist allerdings, dass die Studie die Praxisbedingungen in vielen Ländern mit guter Versorgung ignoriert hat. So war die „statistisch signifikante“ Überlegenheit der Google-Software in Großbritannien nicht besonders ausgeprägt und bezog sich nur auf die jeweils ersten Radiologen, die dort die Mammogramme begutachtet haben. Üblich ist im britischen System – wie auch im deutschen – allerdings die Prüfung durch (mindestens) 2 Radiologen, von denen der zweite den Befund des ersten kennt. Legt man diesen Maßstab an, so war KI-System weniger gut als jeweils 2 Fachärzte. Der Unterschied war allerdings gering, und es ist abzusehen, dass lernfähige KI-Systeme wie das hier getestete schon bald zur Ausstattung einer modernen Praxis gehören werden. Wenn schon nicht als „Dr. Google“ dann vielleicht als „Assistent Google“.

Quelle:

McKinney SM, Sieniek M, Godbole V, et al. International evaluation of an AI system for breast cancer screening. Nature. 2020;577(7788):89–94. doi:10.1038/s41586-019-1799-6.

(Publikumsversion eines nur für Ärzte zugänglichen Fachartikels für Univadis.de, erschienen am 5. Januar 2020)

Ganz kurz: Übergewicht und Demenz

Erkranken dicke Frauen häufiger an einer Demenz? Diese Frage haben sich Forscher um Sarah Floud vom Nuffield Department of Population Health an der Universität Oxford vorgenommen, und dafür Daten aus der „Million Women Study“ angeschaut. Wie der Name schon sagt haben daran – in den Jahren 1996 bis 2001 – mehr als eine Million Frauen in Großbritannien teilgenommen, die zwischen 50 und 64 Jahre alt waren.

Heraus kam, dass in der Tat Frauen, die im mittleren Lebensabschnitt stark übergewichtig sind, ein mäßig erhöhtes Risiko haben, später an einer Demenz, wie z.B. Alzheimer zu erkranken. Wegen der großen Zahl der Teilnehmerinnen und der langen Beobachtungszeit (durchschnittlich 18 Jahre) darf man mit großer Sicherheit davon ausgehen, dass dieses Ergebnis „real“ ist, also nicht auf zufälligen Schwankungen oder Fehlern bei der Analyse beruht.

Was wurde gemessen? Erst Mal der Body-Mass-Index (BMI), der das Körpergewicht im Verhältnis zur Größe angibt. Normal sind 18,5 bis 24,9, darüber beginnt das Übergewicht, und ab einem Wert von 30 spricht man von Adipositas (auf deutsch: Fettleibigkeit). Erfasst wurde außerdem, wieviel die Frauen sich bewegt haben, und für mehr als die Hälfte auch das Essverhalten.

Unter den 18695 Frauen, die in dieser Untersuchung später an Demenz erkrankten, waren solche mit einem (früheren) BMI über 30 eindeutig gehäuft vertreten. Das Risiko für diese, stark übergewichtigen, Frauen war aber „nur“ um 21 Prozent erhöht gegenüber jenen, deren Gewicht normal war.

Ob das Übergewicht auch die Ursache der Demenz war, ist mit solch einer Studie allerdings nicht zu beweisen. Möglich ist auch, dass die Fettleibigkeit andere Vorgänge im Körper widerspiegelt (wie beispielsweise erhöhte Blutfettwerte, die zu einer Arterienverkalkung führen, die wiederum als Ursache von Demenzen anerkannt ist).

Übrigens spielten die anderen Punkte langfristig offenbar keine Rolle: Weder wirkte sich die Kalorienaufnahme auf das Demenzrisiko aus, noch war es bei jenen erhöht, die sich weniger als ein Mal pro Woche körperlich betätigt hatten.

Quelle:
Floud S, Simpson RF, Balkwill A, et al. Body mass index, diet, physical inactivity, and the incidence of dementia in 1 million UK women. Neurology. 2019;10.1212/WNL.0000000000008779. doi:10.1212/WNL.0000000000008779.

Finanzierung: UK Medical Research Council, Cancer Research UK.

(Publikumsversion eines nur für Ärzte zugänglichen Fachartikels für Univadis.de, erschienen am 3. Januar 2020)

Reiche Frauen leben am längsten

Über Ungleichheit wird zu Recht viel diskutiert. Beim wertvollsten Gut – unserer Lebenserwartung – gibt es mindestens zwei Dinge, die entscheidend sind.

Reich zu sein ist das Eine. Eine Frau zu sein das Andere. Und am besten ist die Kombination aus beidem: Wie jetzt eine Studie ergab, leben die reichsten Norwegerinnen im Durchschnitt fast 16 Jahre länger als die ärmsten Norweger.

Hintergrund der Studie war eigentlich die Frage, ob soziale Ungleichheit in einem Land das Leben verkürzt. Dafür verglich man Norwegen, wo das reichste Prozent der Einwohner acht Prozent des Gesamteinkommens bezieht, mit den USA, wo die entsprechende Gruppe 20 Prozent des Gesamteinkommens auf sich vereinigt.

Jonas Minet Kinge vom Norwegischen Institut für öffentliche Gesundheit und seine Kollegen nutzten dafür die Informationen zum Haushaltseinkommen pro Person, zur Lebenserwartung und zur Todesursache aus vier miteinander vernetzten norwegischen Datenbanken. Um Verzerrungen durch Kinder zu vermeiden, die auf Kosten ihrer Eltern leben, beschränkten sie die Analyse auf Personen ab 40 Jahren.

Am längsten lebten demnach mit 86,4 Jahren jene Frauen, die zu dem einen Prozent der Top-Verdiener zählten. Frauen mit maximal 10 Prozent des Durchschnittseinkommens lebten dagegen im Schnitt 8,4 Jahre weniger, also 78 Jahre. Damit konnten sie sich aber immer noch deutlich länger des Daseins freuen als Männer in der gleichen Einkommensgruppe. Die hatten nämlich im Durchschnitt nur 70,6 Jahre zu erwarten – also 7,4 Jahre weniger als die „armen“ Frauen; 13,8 Jahre weniger als die reichen Männer und 15,8 Jahre weniger als die reichen Frauen.

Soziale Ungleichheit alleine reicht nicht aus, um die frappierenden Unterschiede zu erklären. So hatten Norweger mit geringem und mittlerem Einkommen zwar eine höhere Lebenserwartung als US-Amerikaner im gleichen Einkommensbereich. Betrachtet man jedoch die Gesamtbevölkerung, so waren die Unterschiede im Verhältnis zum Einkommen in beiden Ländern ähnlich stark ausgeprägt. Diese, in beiden Ländern ähnlich große „Schere“ spricht gegen die Annahme, dass ein staatliches Gesundheitswesen (wie in Norwegen) per se gerechter sein muss. Auch die soziale Ungleichheit der beiden Gesellschaften taugt nicht für eine Erklärung. Die lässt sich nämlich mit dem sogenannten Gini-Koeffizienten messen – und da müsste Norwegen auf Platz 4 eigentlich viel besser abschneiden als die USA auf Platz 31.

Kinge JM et al.: Association of Household Income With Life Expectancy and Cause-Specific Mortality in Norway, 2005-2015. JAMA. 2019 May 13.

Überbewertete Krebskiller?

Sie gelten als einer der größten Fortschritte im Kampf gegen den Krebs, und ihre Entdecker Tasuku Honjo und James P. Allison erhielten auch prompt den Nobelpreis für Medizin des Jahres 2018: Immuncheckpoint-Inhibitoren sind eine neue Klasse von Medikamenten, welche die eingebauten Bremsen des Immunsystems zu lösen vermögen. Vor allem beim „schwarzen Hautkrebs“ (Melanom) und bei der häufigsten Form von Lungenkrebs, dem nicht-kleinzelligen Lungenkarzinom (NSCLC) wurden damit in einigen Studien die Ergebnisse der bisher angebotenen Chemotherapien übertroffen.

In den Fachzeitschriften gibt es eine wahre Flut von Berichten zu Präparaten wie Ipilimumab (Yervoy), Nivolumab (Opdivo) und Pembrolizumab (Keytruda), die bei einer wachsenden Zahl von Krebsarten erprobt werden. Bei aller Euphorie wird jedoch oft übersehen, dass die vermeintlichen Wundermittel längst nicht für alle Krebspatienten in Frage kommen. In den USA sind es, einer neuen Untersuchung zufolge, derzeit „nur“ 40 Prozent – also weniger als die Hälfte.

Unter diesen 40 Prozent wiederum profitiert längst nicht jeder von den neuen Arzneien. Wie der Hämatologe Vinay Prasad vom Knight Cancer Institute der Oregon Health & Science University in Portland mit seiner Kollegin Alyson Haslam errechnet hat, liegt die Ansprechrate vielmehr bei 13 % – und das entspricht nur etwa einem unter sieben Patienten. Dabei ist die Ansprechrate auch nicht mit einer Heilung gleichzusetzen. Gemeint ist vielmehr, dass die Tumoren zumindest vorübergehend um mehr als die Hälfte schrumpfen. Das verschafft den Patienten Zeit, und einige, die zuvor verstorben wären, verdanken den Immuncheckpoint-Inhibitoren wohl tatsächlich ihr Leben.

Die gute Nachricht ist, dass der Anteil der Patienten, die für eine Therapie mit Immuncheckpoint-Inhibitoren in Frage kommen, sich ständig erhöht hat. Er lag im Jahr 2011 erst bei 1,5% und nun bei 43,6 %. Auch für die Ansprechrate ist die Tendenz positiv – sie lag noch im Jahr 2015 erst bei 5,9 %. Zu den oben genannten Ipilimumab, Nivolumab und Pembrolizumab, sind bis 2018 drei weitere Präparate hinzu gekommen, nämlich Atezolizumab, Avelumab und Durvalumab. Und behandelt werden dürfen mittlerweile nicht mehr nur das Melanom und der Lungenkrebs, sondern auch das Hepatozelluläre Karzinom, Nierenzellkarzinom, Blasenkarzinom, Hodgkin-Lymphom, Plattenepithelkarzinom von Kopf und Hals, Merkelzell-Karzinom, Magen- und bestimmte Formen von Darmkrebs, das Zervixkarzinom und eine Form von Blutkrebs, das primär mediastinale B-Zell-Lymphom.

Auch wenn die Autoren also die Bilanz der Immuncheckpoint-Inhibitoren „bescheiden“ nennen, und ihre Zahlen tatsächlich eine wichtige Grundlage für realistische Diskussionen sind, so gibt es durchaus gute Gründe, das Glas als halb voll zu betrachten.

Haslam A, Prasad V. Estimation of the Percentage of US Patients With Cancer Who Are Eligible for and Respond to Checkpoint Inhibitor Immunotherapy Drugs. JAMA Netw Open. 2019 May 3;2(5):e192535. doi: 10.1001/jamanetworkopen.2019.2535.

Patienten-Leitlinie der Europäischen Gesellschaft für Medizinische Onkologie (ESMO) zur Immuntherapie und deren Nebenwirkungen (pdf-Format).

Sich regen? Von wegen!

Eine, vom Nationalen Krebsinstitut mitfinanzierte, Langzeitstudie zeigt, dass US-Amerikaner unverändert lange auf ihrem Hintern sitzen. Damit verbringen sie sechs bis acht Stunden täglich – eine Zeitspanne, die sich zwischen 2001 und 2016 kaum verändert hat.

Herausgefunden hat dies ein Team um die Epidemiologin Dr. Lin Yang von der Forschungsstelle Cancer Epidemiology and Prevention Research, CancerControl Alberta (Kanada). Sie wertete die Daten aus einer regelmäßig stattfinden landesweiten Umfrage aus, dem National Health and Nutrition Examination Survey. Unter den fast 52000 Studienteilnehmern waren 10359 Kinder, 9639 Jugendliche und 31898 Erwachsene. Die Daten beruhten allerdings nicht wie heute üblich auf der Auswertung von Fitnessarmbändern, sondern auf der Selbsteinschätzung der Befragten.

Dabei kam heraus, dass im letzten Erfassungszeitraum 2015/2016 unter den Kindern 62 Prozent täglich mindestens zwei Stunden Fernsehsendungen oder Videos anschauten.  Unter den Jugendlichen war dieser Anteil mit 59 Prozent und bei Erwachsenen mit 65 Prozent ähnlich groß, und bei den Rentnern ab 65 Jahren lag er sogar bei 85 Prozent.

Im Vergleich der Jahre seit 2001 hatte es bei den Kindern zwar eine leichte Abnahme gegeben (um 3,4 Prozentpunkte), dafür schauten die Senioren im Schnitt aber 3,5 Prozent länger, sodass die Gesamtbilanz unverändert blieb.

In allen Altersgruppen zugenommen hat der Anteil derjenigen, die täglich außerhalb der Arbeit oder Schule für mindestens eine Stunde am Computer saßen. Bei Kindern stieg dieser Anteil von 43 auf 56 Prozent, bei Jugendlichen von 53 auf 57 Prozent, und bei Erwachsenen gar von 29 auf 50 Prozent.

Experten und Fachgesellschaften haben wiederholt vor den Gefahren des zu langen Sitzens gewarnt („Sitzen ist das neue Rauchen“). Klar ist, dass zu wenig Bewegung insbesondere das Risiko für Herzkrankheiten erhöht. Genutzt haben die Appelle jedoch wenig. Im Gegenteil lief der Trend – zumindest in den USA – im vergangenen Jahrzehnt in die falsche Richtung. Als die Forscher für die aktuelle Erhebung die Gesamtsitzzeiten in den Jahren 2007 bis 2016 verglichen, fanden sie bei den Jugendlichen eine Zunahme von 7 auf 8,2 Stunden täglich und für Erwachsene von 5,5 auf 6,4 Stunden täglich. Selbst diese Zahlen könnten das wahre Ausmaß der „Sitzepidemie“ noch unterschätzen. Für die aktuelle Auswertung hatte man nämlich weder die Zeit am Telefon noch das Lesen von Büchern berücksichtigt.

Yang L et al.: Trends in Sedentary Behavior Among the US Population, 2001-2016. JAMA. 2019 Apr 23;321(16):1587-1597. doi: 10.1001/jama.2019.3636.

Hilfsstoffe in Tabletten: Von wegen „inaktiv“

Viele der angeblich „inaktiven“ Hilfsstoffe in Tabletten könnten Nebenwirkungen verursachen, warnen Experten des Massachussetts Institute of Technology (Cambridge) in der Zeitschrift Science Translational Medicine.

Für ihren Bericht haben die Mediziner um den Schweizer Dr. Daniel Reker zwar keine eigenen Experimente angestellt. Allerdings durchforsteten sie zwei große Arzneimitteldatenbanken nach Inhaltsstoffen und verglichen diese Informationen mit Literaturangaben zu möglichen Nebenwirkungen.

Die Ergebnisse der vom Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung finanzierten Recherche lauten:

  • die in den USA am häufigsten geschluckten Tabletten enthalten – außer den eigentlichen Wirkstoffen – mehr als 70 verschiedene Inhaltsstoffe.
  • Spitzenreiter war der Blutfettsenker Atorvastatin, von dem jede einzelne Tablette 0,77 Gramm „inaktiver“ Hilfsstoffe enthält. Im Durchschnitt der untersuchten Tabletten waren es 0,28 Gramm und damit fast doppelt so viel wie von dem eigentlichen Wirkstoff.
  • Am häufigsten verwendet wurde der Hilfsstoff Magnesiumstearat. Er fand sich in 72 Prozent aller Proben.
  • Im Durchschnitt waren je Tablette 8 verschiedene Hilfsstoffe enthalten.
  • Zu 38 der „inaktiven“ Substanzen fanden die Forscher Berichte über allergische Reaktionen nach der Einnahme. Mindestens einer dieser Stoffe wiederum war in mehr als 90 Prozent aller untersuchten Tabletten enthalten.
  • Ein Drittel aller Medikamente enthielt Farbstoffe und fast die Hälfte (45 Prozent) Laktose – dies obwohl 75 Prozent der Weltbevölkerung eine Laktose-Intoleranz haben.
  • Unter bestimmten Zuckern, die von Patienten mit Reizdarmsyndrom gemieden werden sollten, (den vergärbaren Mehrfach-, Zweifach- und Einfachzuckern, „FODMAPs“) war in mehr als der Hälfte aller Tabletten mindestens einer enthalten, teilweise in Mengen von mehr als einem halben Gramm.

In ihrem Bericht geht es den Wissenschaftlern nicht um Panikmache. „Für die meisten Patienten macht es keinen Unterschied, ob sie ein bisschen Laktose, Fruktose oder Stärke zu sich nehmen“, sagt Erstautor Reker. Allerdings: „Es gibt eine Untergruppe von Patienten – und wir wissen nicht, wie viele das sind – die extrem empfindlich auf diese Substanzen reagieren“.

Tipp: Durch einen Artikel in der Pharmazeutischen Zeitung wurde ich auf eine App aufmerksam, die hilft, unerwünschte Stoffe in Tabletten, Kapseln oder Salben zu erkennen. Sie heißt „whatsin my meds“ und ist sowohl für Android als auch für iPhone in einer kostenlosen und einer Bezahlvariante verfügbar.

Reker D et al.: „Inactive“ ingredients in oral medications. Sci Transl Med. 2019 Mar 13;11(483). pii: eaau6753. doi: 10.1126/scitranslmed.aau6753.

Trafton A. „“Inactive” ingredients may not be, study finds„, MIT News Office, 13. März 2019.

Hautkrebserkennung: Software schlägt Doktor

Allmählich müssen Hautärzte (Dermatologen) sich Sorgen machen, dass Kollege Computer ihnen Konkurrenz macht. Grund dafür ist die zunehmende Leistungsfähigkeit von Programmen aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz (KI), die selbstständig lernen können. Das Ergebnis eines, vom Bundesministerium für Gesundheit finanzierten Projektes lässt jedenfalls Staunen: Nachdem die Software mit mehr als 12000 Bildern von klinisch bestätigtem schwarzem Hautkrebs (Melanom) und gutartigen Veränderungen (Naevi) „gefüttert“ wurde, trat das System in der zweiten Runde gegen 157 Dermatologen von zwölf deutschen Universitätskliniken an – und schlug die meisten von ihnen.

In einer Art Wettkampf waren Bilder von 80 harmlosen Muttermalen und 20 bösartigen Melanomen einzuordnen. Den Autoren der im European Journal of Cancer erschienenen Studie waren die Untersuchungsergebnisse der zugehörigen Patienten bekannt, die KI-Software sollte sich dagegen auf ihre „Erfahrungen“ aus der Trainingsrunde stützen.

Dabei schnitt sie besser ab als 136 ihrer 157 menschlichen Konkurrenten. Vom Assistenz- bis zum Chefarzt waren unter den Dermatologen alle Ränge vertreten – und doch schafften es in der Einzelwertung nur sieben von ihnen, genauer zu sein als die Software und weniger Fehler zu machen. Immerhin weitere 14 Ärzte waren aber gleich gut wie die Software.

Kein Zweifel, „der Einsatz von künstlicher Intelligenz wird in der Dermatologie zukünftig wichtiger werden, um präzise Diagnosen zu erstellen“, kommentierte Jochen Sven Utikal, Leiter der Klinischen Kooperationseinheit des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ), in einer begleitenden Pressemitteilung. Der Computer, bzw. das KI-Programm wird also zum Kollegen, ersetzen wird er den Hautarzt vorläufig aber nicht. Denn in der Praxis sind die Probleme oftmals komplizierter. Dort gilt es, zwischen mehr als 100 verschiedenen Hautveränderungen zu unterscheiden, und nicht nur zwischen Muttermalen und schwarzem Hautkrebs. Studienleiter Titus Brinker macht sich um die Zukunft offenbar keine Sorgen: „“Es ist ähnlich wie beim Autopiloten im Flugzeug: Bei gutem Flugwetter und häufigen Strecken ist das Assistenzsystem hilfreich. Bei schwierigen Landungen muss ein erfahrener Pilot hingegen Verantwortung übernehmen. Das kann ein Computer so allein nicht leisten.“

Brinker TJ et al.: Deep learning outperformed 136 of 157 dermatologists in a head-to-head dermoscopic melanoma image classification task. Eur J Cancer. 2019 Apr 10;113:47-54. doi: 10.1016/j.ejca.2019.04.001.

Maschine konserviert Schweinehirn

Ganz schön gruselig wirkt auf den ersten Blick eine Reihe von Experimenten, über die der Neuroforscher Professor Nenad Sestan von der Yale School of Medicine und seine Kollegen in der Fachzeitschrift Nature berichten: Von Dutzenden abgetrennten Schweineköpfen ist da die Rede, die noch vor Ort in der Schlachterei präpariert und später im Labor an eine hochkomplizierte Maschine („BrainEx“) angeschlossen wurden. Zweck der Übung war es, die Gehirne der Tiere möglichst lange funktionsfähig zu halten – und dies ist den Forschern auf spektakuläre Weise gelungen.

Jeweils etwa vier Stunden vergingen vom Zeitpunkt der Schlachtung bis ein Team von Neurochirurgen die Gehirne über die Karotisarterien an BrainEx angeschlossen hatte. Diese Maschine, bestehend aus mehreren Pumpen und Sensoren, einem Filtersystem für Blutschadstoffe, einem Pulsgenerator und einer Temperatursteuerung, übernahm dann für bis zu sechs Stunden die Aufgabe des nicht mehr existenten Schweinekörpers. An dessen Stelle durchspülte die Maschine das Schweinehirn mit einer speziellen Nährflüssigkeit, die ebenfalls für diese Versuche entwickelt worden war.

Wohl niemals zuvor ist es gelungen, ein derart großes Gehirn über so lange Zeit so gut zu konservieren: Beispielsweise konnten die Forscher zeigen, dass der Sauerstofftransporter Hämoglobin alle Blutgefäße in den abgetrennten Hirnen erreichte. Die Gefäßwände waren außerdem noch in der Lage, sich zusammenzuziehen. Als man nämlich das Medikament Nimodipin ins System spritzte, erhöhte sich der Blutfluss, so wie es auch bei einem gesunden und intakten Gehirn geschieht. Unter dem Mikroskop waren die typischen Strukturen der Nervenzellen und ihre Bestandteile klar zu erkennen, und im Gegensatz zu nicht präparierten Hirnen gab es keine größeren krankhaften Veränderungen. Sogar die Funktionen einzelner Nervenzellen waren intakt, und der Austausch elektrischer Signale funktionierte noch über viele Stunden hinweg. Höhere Hirnaktivitäten, die als Hinweis auf ein Bewusstsein in den isolierten Hirnen dienen könnten, gab es keine. Allerdings ist auch nicht klar, ob die Forscher überhaupt nach solchen Zeichen gesucht haben.

Kaum verwunderlich ist, dass kritische Geister gleich in zwei begleitenden Artikeln nach dem Sinn und der Moral dieser Experimente fragten. Klar ist aber auch, dass es den Wissenschaftlern nicht darum ging, abgetrennte Köpfe „unsterblich“ zu machen oder gar Tote ins Leben zurück zu holen. Vielmehr erlaubt ihre Methode zunächst einmal Untersuchungen, die mit herkömmlichen Arten der Präparation nicht möglich sind. Neben einem neuen Blick auf das Gehirn könnte die „Hirnmaschine“ zudem langfristig  dabei helfen, neue Therapien gegen die Schäden zu entwickeln, im Gehirn nach längerem Sauerstoffmangel entstehen – etwa nach einem Herzinfarkt oder bei Ertrunkenen.

Verselja Z et al.: Restauration of brain circulation and cellular functions hours post-mortem. Nature. 18. April 2019 (online). doi: 10.1038/s41586-019-1099-1.

Strom holt Gedächtnis zurück

Nicht zum ersten Mal ist es gelungen, mit der Methode der transkraniellen Hirnstimulation das Gedächtnis älterer Menschen vorübergehend zu verbessern. Die Arbeit, über die Laborleiter Robert M. G. Reinhart von der Boston University und sein Kollege John A. Nguyen in der Fachzeitschrift Nature Neuroscience berichten, ist dennoch etwas Besonderes, denn die beiden Wissenschaftler haben bei ihren Experimenten offenbar gezielter auf das Arbeitsgedächtnis eingewirkt, als ihre Vorgänger.

Dazu analysierten sie zunächst mithilfe der Elektroenzephalographie (EEG) die Wechselwirkungen zweier Arten von Hirnwellen (Gamma- und Thetawellen) bei jeweils 42 älteren und jüngeren Erwachsenen. Vereinfacht gesagt war ein Ergebnis, dass das Arbeitsgedächtnis umso schlechter war, je weniger gut die beiden Arten von Hirnwellen im Schläfen- und Stirnlappen aufeinander abgestimmt waren.

Diese sogenannte Theta-Gamma-Phasen-Amplituden-Kopplung beeinflussten die Forscher, indem sie durch die Schädeldecke gezielt einen schwachen Wechselstrom schickten. Nach Sitzungen von jeweils 25 Minuten Dauer sollten die Versuchsteilnehmer dann einen Gedächtnistest absolvieren. Während ältere Probanden vor diesem Eingriff noch langsamer waren und mehr Fehler machten als ihre jungen Kollegen, erreichten sie nach der Hirnstimulation genau so gute Ergebnisse wie die (nicht stimulierten) Jungen.

Als mögliche Therapie gegen ernsthafte Gedächtnisprobleme oder gar Demenzerkrankungen eignet sich diese Methode allerdings schon deshalb nicht, weil die Wirkung nur etwa 50 Minuten lang anhielt. Den Forschern ging es vielmehr darum zu zeigen, dass der Verlust von spezifischen Verbindungen zwischen Nervenzellen in der Großhirnrinde verantwortlich sein könnte für den altersbedingten Niedergang der geistigen Leistungen. Vielleicht – so hoffen sie – könnte dies dann auch ein Ansatzpunkt für Therapien der Zukunft sein, die ohne Medikamente funktionieren.

Reinhart RMG, Nguyen JA. Working memory revived in older adults by synchronizing rhythmic brain circuits. Nat Neurosci. 2019 Apr 8. doi: 10.1038/s41593-019-0371-x.

Weniger Behinderungen bei MS-Patienten

Zu den vielen erfreulichen Dingen, über die ich in jüngster Zeit für meinen Kunden Univadis berichten durfte, gehört auch eine neue Studie aus Schweden. Sie zeigt, dass Patienten mit der häufigsten Form der Multiplen Sklerose heutzutage länger mobil bleiben, und weniger schnell Behinderungen erleiden, als noch vor 20 Jahren. Finanziert wurde diese Studie nicht von der Pharmaindustrie, sondern vom Schwedischen Forschungsrat (Vetenskapsrådet) und der Schwedischen Hirn-Stiftung (Hjärnfonden).

Im Gegensatz zu Deutschland sind in Schweden die medizinische Daten aller Einwohner zentral erfasst und für die Forschung leicht zugänglich. Dies hat sich ein Team um Omid Beiki vom Karolinska-Institut in Stockholm zunutze gemacht um zu überprüfen, wie schnell die Patienten in Schweden in der Vergangenheit bestimmte Meilensteine der fortschreitenden Krankheit erreicht haben, und ob es dabei im Laufe der Zeit Veränderungen gab.

Eingeschlossen in die Studie wurden 7331 Patienten, die ihre Diagnose zwischen 1995 und 2010 erhalten hatten, und bei denen die Schwere der Behinderungen durch die Krankheit mindestens zwei Mal bestimmt worden war. Als Maßstab diente eine zehnteilige Skala (EDSS), mit Zwischenstationen wie 4 (kann weniger als 500 Meter ohne Hilfe laufen) oder 7 (ist auf den Rollstuhl angewiesen).

Die gute Nachricht: Patienten mit der häufigsten Form der Krankheit (schubförmig-remittierende Multiple Sklerose, RRMS) erleiden heute weniger schnell anhaltende schweren Behinderungen, als noch vor 10 Jahren. Jahr um Jahr verringerte sich beispielsweise das Risiko, mit EDSS 3,0 eingestuft zu werden (das entspricht einer leichten Behinderung, die Patienten sind aber noch voll gehfähig) um drei Prozent. Für das Erreichen eines EDSS von 6,0 (Patient benötigt Krücken, um mehr als 100 Meter ohne Rast zu gehen) nahm das Risiko sogar um sieben Prozent pro Jahr ab. Dies bedeutet auch, dass beispielsweise von jenen Patienten, die vor 25 Jahren erkrankten, nach 15 Jahren ein höherer Anteil auf den Rollstuhl angewiesen war, als unter den Patienten, die vor 15 Jahren erkrankten.

Die wahrscheinlichste Erklärung für diesen Fortschritt dürfte die Einführung einer Reihe neuer Medikamente gegen die Multiple Sklerose sein, die stärker wirksam sind als die bereits seit 1993 verfügbaren Beta-Interferone. Unterstützt wird diese Vermutung durch einen Vergleich mit der selteneren primär-progredienten Form der Multiplen Sklerose. Hier gibt es noch keine ähnlich wirksamen Medikamente wie für die RRMS, und in der aktuellen Studie waren auch keine Fortschritte bei der Verzögerung des Krankheitsverlaufs zu erkennen.

Beiki O et al.: Changes in the Risk of Reaching Multiple Sclerosis Disability Milestones In Recent Decades: A Nationwide Population-Based Cohort Study in Sweden. JAMA Neurol. 2019 Mar 18. doi: 10.1001/jamaneurol.2019.0