Die Tiefenhirnstimulation oder die Anwendung milder Elektroschocks auf bestimmte Teile des Gehirns mit dem Ziel, die Funktionsweise zu beeinflussen, bietet einen völlig neuen Ansatz für den Umgang mit neurologischen Erkrankungen, die Ärzte seit langem vor Herausforderungen gestellt haben.
Seit Jahren wird es zur Behandlung der Parkinson-Krankheit eingesetzt. Durch das Senden kleiner Schocks an Regionen des Gehirns, die die Bewegung steuern, kann diese Stimulation dazu beitragen, das Zittern der Parkinson-Krankheit unter Kontrolle zu halten.
Es funktioniert wie eine Art Schrittmacher für das Gehirn. Ein Chirurg führt eine Sonde in einen bestimmten Bereich des Gehirns ein und verbindet sie über Drähte unter der Haut mit einem Batteriepack, das in der Nähe des Brustkorbs einer Person implantiert ist. Ein Arzt legt die Stärke des elektrischen Impulses fest, wie lange er anhält und wie oft er auftritt. Eine Art der Stimulation kann die Aktivität der Gehirnzellen steigern, eine andere kann sie verlangsamen.
Es ist nicht überraschend, dass Wissenschaftler mit der Weiterentwicklung von Technologie und Behandlung begonnen haben, nach anderen Wegen zu suchen, wie eine Hirnstimulation eingesetzt werden kann, und nicht nur neurologische Schäden durch Alzheimer oder traumatische Hirnverletzungen zu behandeln, sondern auch psychische Erkrankungen und sogar Probleme zu behandeln bis zu einem gewissen Grad Verhalten. Beispielsweise laufen Studien, um herauszufinden, ob dies dazu beitragen kann, dass Menschen mit dem Rauchen aufhören.
Hier ist eine Auswahl der neuesten Forschungsergebnisse zur Hirnstimulation:
Verlangsamung der Alzheimer-Krankheit : Die Alzheimer-Krankheit bleibt eine der größten Herausforderungen in Bezug auf die Ursachenfindung und die Entwicklung einer wirklich wirksamen Behandlung. Jetzt führt ein Team unter der Leitung von Wissenschaftlern der Johns Hopkins University eine klinische Studie durch, um zu untersuchen, ob eine tiefe Hirnstimulation den Gedächtnisverlust und den kognitiven Verfall verlangsamen kann.
Die Forschung umfasst das Einsetzen von Implantaten in das Gehirn von etwa 40 Patienten mit leichter Alzheimer-Krankheit und das Messen des Fortschreitens der Krankheit über einen Zeitraum von 18 Monaten. Insbesondere werden die Geräte in den Fornix des Patienten implantiert - ein Bündel von Nervenfasern, die die linke und rechte Seite des Hippocampus verbinden. Das ist die Region des Gehirns, die mit dem Gedächtnis verbunden ist. Die Theorie besagt, dass eine Hirnstimulation in diesem Bereich die Schädigungsrate des Fornix verlangsamen und sogar neue Gehirnzellen im Hippocampus erzeugen könnte.
Die letzte Phase der Studie, die voraussichtlich vier Jahre dauern wird, konzentrierte sich auf die Sicherheit der Implantate bei Alzheimer-Patienten. Bisher wurden keine schwerwiegenden Nebenwirkungen festgestellt.
So lange bis zum großen Unwohlsein ?: Forscher des Imperial College London sagen, dass die Hirnstimulation sogar zur Linderung von Reisekrankheiten eingesetzt werden könnte. Die Wissenschaftler sind sich nicht ganz sicher, was das Übelkeitsgefühl verursacht, aber sie glauben, dass es damit zu tun hat, dass das Gehirn versucht, widersprüchliche Signale von unseren Ohren und unseren Augen zu verarbeiten, wenn wir in Bewegung sind. Frühere Untersuchungen haben ergeben, dass ein gut funktionierendes Vestibularsystem - das ist der Teil des Innenohrs, der die Bewegung wahrnimmt - die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass jemand dieses Übelkeitsgefühl verspürt.
Die Forscher fragten sich also, was passieren würde, wenn sie die Signale vom Vestibularsystem zum Gehirn mit elektrischem Strom stumm schalten würden. Sie arbeiteten mit 10 freiwilligen Männern und 10 freiwilligen Frauen, die sich bereit erklärten, eine Kappe mit Elektroden zu tragen, und dann 10 Minuten lang einen milden elektrischen Strom erhielten, der die Aktivität der Gehirnzellen hemmen sollte. Es folgte eine Fahrt auf einem Stuhl, der sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehte und neigte, damit sie sich krank fühlten.
Es stellte sich heraus, dass diejenigen, die eine Stimulation erhielten, die die Aktivität der Gehirnzellen verringerte, sich weniger übel fühlten und sich schneller erholten als Menschen, deren Gehirn stimuliert wurde, um die Zellaktivität zu steigern. Jetzt diskutieren die Forscher mit potenziellen Partnern über die Entwicklung eines tragbaren Geräts zur Behandlung von Übelkeit, das Sie in der Drogerie abholen können.
Erinnerungen werden wachgerufen: Auf einer Konferenz Anfang dieses Monats gab DARPA, die Forschungsabteilung des Verteidigungsministeriums, bekannt, dass Patienten, denen Gehirnimplantate verabreicht wurden, im Rahmen einer von ihr finanzierten Studie bei Gedächtnistests bessere Ergebnisse erzielten. Traumatische Hirnverletzungen sind ein großes Problem für das US-Militär - seit 2000 wurden fast 300.000 Mitglieder des Dienstes behandelt. Daher führt DARPA Forschungsanstrengungen durch, um zu untersuchen, wie mithilfe von Elektrostimulation Menschen mit einem beschädigten Gehirn Erinnerungen schaffen und wiederfinden können.
Wissenschaftler haben mit Gehirnchirurgie-Patienten gearbeitet, die sich freiwillig für das Memory-Projekt gemeldet haben. Das Ziel ist es, den Prozess für die Bildung und Erinnerung des Gehirns klarer zu identifizieren und dann mit leichten Stößen von Implantaten diesen Prozess nachzubilden. Es ist erst ein Jahr in dem Projekt, aber DARPA sagt, dass es basierend auf den bisherigen Ergebnissen möglich erscheint, die neuronalen Signale, die von einem Gehirn kommen, abzubilden und zu interpretieren, während es ein Gedächtnis codiert oder abruft, und dieses Gedächtnis dann tatsächlich zu verbessern, indem es elektrisch stimuliert gezielte Abschnitte des Gehirns.
Stellen Sie die Zigarette runter: Ein weiteres Projekt in den Anfängen befasst sich mit der Frage, wie Gehirnstimulation Menschen dabei helfen kann, das Verlangen nach Zigaretten oder ungesunder Nahrung zu bekämpfen. Caryn Lerman, stellvertretender Direktor des Abramson Cancer Center der University of Pennsylvania, erhielt kürzlich ein Stipendium, um zu untersuchen, ob die Anwendung von Stromschlägen auf Abschnitte der präfrontalen Hirnrinde hinter der Stirn - einer Hirnregion, die an Selbstbeherrschung gebunden ist - Menschen dabei helfen kann, dem Drang zu widerstehen sich auf ungesundes Verhalten einlassen.
Die Idee ist, dass diese Stimulation bei richtiger Ausrichtung die Wege stärken könnte, die zur Bekämpfung des Wunsches nach Aufhellung genutzt werden. Vorläufige Ergebnisse eines Experiments mit 25 Rauchern ergaben, dass nach einer 20-minütigen Sitzung mit elektrischen Stimulatoren, die an der Stirn befestigt waren, die Menschen länger warten konnten, bis sie nach einer Zigarette griffen, als diejenigen, die eine Placebo-Behandlung erhielten. Sie rauchten auch weniger Zigaretten.
Genesung von Schlaganfällen: Wissenschaftler der Cleveland Clinic haben bei der Food and Drug Administration (FDA) die Erlaubnis beantragt, mit dem Testen der Tiefenhirnstimulation bei menschlichen Schlaganfallopfern zu beginnen. Die Behandlung schien bei Ratten zu wirken - es schien das Wachstum neuer Neuronen im Gehirn zu fördern.
Nicht, dass irgendjemand glaubt, dass dies ein Heilmittel für Schlaganfälle sein kann. Wenn sie auftreten, wird die Blutversorgung des Gehirns unterbrochen und einige Bereiche werden einfach geschlossen, während die Kommunikation mit anderen Regionen unterbrochen wird. Elektrische Stimulation kann tote Neuronen nicht wieder zum Leben erwecken. Aber es könnte helfen, neue neuronale Verbindungen herzustellen, insbesondere im Kleinhirn, dem Teil des Gehirns, der die freiwilligen Bewegungen steuert. Die Hoffnung ist, dass Teile des Gehirns, die noch gesund sind, dann geschädigte besser ausgleichen können.
Ungefähr 800.000 Menschen in den USA erleiden jedes Jahr Schlaganfälle. Und laut National Stroke Association wird etwa die Hälfte der Überlebenden schwer geschwächt.
Empathie stärken: Aber wie sieht es mit der Hirnstimulation aus, um das Gefühl der Menschen zu verändern? Forscher der Harvard University und der Vanderbilt University haben sich mit einem Experiment in dieses Gebiet gewagt, das sich auf das Verstoßen gegen die Gerechtigkeit bezieht.
Sie präsentierten 66 Freiwilligen Geschichten über eine fiktive Person namens John - insbesondere berichteten sie über eine Reihe von Verbrechen, die er begangen hatte, und über seine geistige Verfassung, als er sie begangen hatte. Zuvor erhielten einige Teilnehmer eine Form der Hirnstimulation, die die Aktivität im präfrontalen Kortex stören könnte, der nicht nur eine Schlüsselrolle bei der Selbstkontrolle, sondern auch bei der Entscheidungsfindung spielt. Bei anderen war das Stimulationsgerät angebracht, aber nie eingeschaltet.
Die Freiwilligen wurden gebeten zu entscheiden, wie schuldig John war und auf einer Skala von 0 bis 9 zu bestimmen, wie extrem seine Bestrafung sein sollte. Die Forscher stellten fest, dass die Menschen, deren Gehirnaktivität gestört war, weniger schwere Strafen wählten.
Was wirft vielleicht die größte Frage zur Hirnstimulation auf: Wann verändert sich das Gehirn, wenn das Gehirn repariert wird?
