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Plastizität und Regeneration des Gehirns


16.10.2008
Regenerative Medizin ist ein viel versprechender, transdisziplinärer Ansatz, der wegen der hohen Komplexität des Gehirns auch die "Systembiologie" und die Neurowissenschaften einschließt.

Einleitung



Als man Anfang der 1990er Jahre entdeckte - genau genommen: wiederentdeckte -, dass auch das erwachsene Gehirn noch neue Nervenzellen bilden kann,[1] wurde das oft mit dem Satz kommentiert, nun sei das Dogma, das Gehirn könne nicht regenerieren, endlich gefallen.[2] Ein Dogma ist ein autoritärer Lehrsatz, und die Autorität die hier angeblich dogmatisch gesprochen hatte, ist Santiago Ramón y Cajal, der Vater (und Übervater) der Hirnforschung. Cajal hatte sich in der Tat pessimistisch über die Regenerationsfähigkeit des Gehirns geäußert und lag damit auch keineswegs falsch.[3] Denn die große Herausforderung, die viele neurologische und psychiatrische Erkrankungen in einer immer älter werdenden Bevölkerung darstellen, liegt gerade in der Tatsache, dass das Gehirn offenbar kaum oder gar nicht regeneriert. Wie wir sehen werden, haben wir heute Grund für verhaltenen Optimismus, obwohl Ramón y Cajals Einschätzung an sich immer noch stimmt.






Worin könnte "Regeneration" bestehen? Unwillkürlich würde man sagen: in der Wiederherstellung des Zustandes, der vor der Erkrankung bestanden hat. Wenn zum Beispiel bei einem Schlaganfall ein Teil des Gehirns kurzzeitig von der Blut- und damit der Sauerstoffversorgung abgeschnitten wird, sterben Nerven- und andere Hirnzellen ab. Regeneration bedeutet hier die Rekonstitution der untergegangenen Hirnstruktur und der mit ihr verlorenen Funktion. Letztere ist freilich das Entscheidende.

Diese Vorstellung von Regeneration extrapoliert von der Regeneration, wie wir sie von anderen Organen gut kennen, auf das Gehirn: Unsere Haut heilt sehr gut, wenn sie nicht zu großflächig und tief geschädigt wird. Auch ein einfacher Knochenbruch heilt meist vollständig aus. Das blutbildende Knochenmark gleicht mäßige Blutverluste schnell wieder aus und stellt Immunzellen bereit, die mit Infektionen fertig werden. Und unsere Leber ist so regenerationsfreudig, dass man eine Hälfte entfernen kann, woraufhin die verbleibende Hälfte wieder zur alten Größe heranwächst.

Das Gehirn aber - wie auch Herz und Nieren - ist anfälliger für bleibende Schäden. Erkrankungen dieser Organe neigen dazu, nicht spontan zu heilen und chronisch zu werden. Das Gehirn ist ein Sonderfall, weil seine Struktur über alle Maßen komplex ist, und die Breite der Aufgaben, die das Gehirn zu bewältigen hat, eine Kompensation nur begrenzt zulässt. Wenn man immer wieder hört, im Gehirn übernehme nach einem Schaden eine andere Hirnregion die Aufgaben der geschädigten, so stimmt das nur bedingt. Es gibt zwar erstaunliche Beispiele solcher "Plastizität", aber letztlich ist diese Fähigkeit doch zu begrenzt, um bei schweren Schädigungen komplette oder zumindest weitgehende Abhilfe zu schaffen.

Hinzu kommt, dass wir in einem sehr eigentümlichen Sinn unser Gehirn sind. Das Gehirn ist der Sitz unserer Persönlichkeit, unseres Ichs und unserer individuellen Geschichte. Unsere Selbstwahrnehmung als Subjekt hängt vom Gehirn ab. Dabei ist es gleichgültig, ob wir der Meinung sind, das eine sei mit dem anderen identisch, oder doch meinen, das Subjekt könne mehr als nur Gehirn sein. Ohne Gehirn geht es jedenfalls nicht. Schon die Beeinträchtigungen durch Rausch und Kater nach einer aus den Fugen geratenen Geburtstagsfeier, bei denen das Gehirn die Symptome einer im Überschwang eingefangenen akuten Vergiftung loszuwerden versucht, zeigen in ihrer Breite, die von Fehlwahrnehmungen und Gedächtnisverlusten bis zur sprichwörtlichen Katerstimmung reicht, wie sehr wir vom reibungslosen Funktionieren unseres Gehirns abhängig sind.

Bei neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen und insbesondere bei Verletzungen des Gehirns gehen aber auch Inhalte verloren, da das Gehirn vor allem auch ein Speicher ungeheurer Informationsmengen ist. "Funktion" heißt nicht nur ein akutes Bearbeiten anfallender Probleme, sondern auch ein ständiges Zurückgreifen auf Erfahrung. Das Gehirn arbeitet nicht nur reaktiv, auf äußere Reize hin, sondern ist ständig aktiv; auch (oder gerade) im Schlaf. Deshalb hat Rekonstitution hier Grenzen. Dabei ist unser Gedächtnis erheblich fluider und veränderbarer als die Nullen und Einsen auf der Festplatte eines Computers. Anders als im Speicher des Computers treten im Gehirn Informationen unaufhörlich miteinander in Austausch. Die Hirnrinde nennt man daher auch "Assoziationskortex". Das bedeutet, dass man im Falle des Gehirns Struktur und Funktion nicht trennen kann.

Erinnerungen sind im Gehirn nicht säuberlich in Karteikästen abgelegt, sondern reflektieren "Zustände" von zumeist ausgedehnten Netzwerken von Nervenzellen, die sich überlappen können. Schäden müssen daher keineswegs immer die ganze Erinnerung und die gesamte Information und Funktion betreffen. Aber sie können auch Assoziationen auslöschen. Selbst wenn die Rekonstruktion von strukturellen Schäden des Gehirns möglich würde, wären viele Inhalte und Funktionen mit der untergegangenen alten Struktur unwiederbringlich verloren. Wegen der für unser Ich so zentralen Funktionen des Gehirns bedeutet die fehlende Regenerationsfähigkeit auch, dass gerade das Organ, das die psychologische Verarbeitung des Problems leisten könnte, miterkrankt ist. Denn das Gehirn erkrankt nicht wie andere Organe rein "körperlich", sondern gewissermaßen per definitionem immer auch auf "psychischer" Ebene.


Fußnoten

1.
Zu diesem Text vgl. auch das soeben erschienene Buch: Gerd Kempermann, Neue Zellen braucht der Mensch. Die Stammzellenforschung und die Revolution der Medizin, Piper Verlag, München 2008.

Vgl. H.A. Cameron/C.S. Woolley/B.S. McEwen/E. Gould, Differentiation of newly born neurons and glia in the dentate gyrus of the adult rat, in: Neuroscience, 56 (1993) 2, S. 337 - 344.
2.
Vgl. C.G. Gross, Neurogenesis in the adult brain: death of a dogma, in: Nature Revues Neuroscience, 1 (2000) 1, S. 67 - 73.
3.
Vgl. Santiago Ramon y Cajal, Degeneration and Regeneration of the Nervous System, New York 1928.