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Brain Maps für die Schlaganfallbehandlung
Nach einem Schlaganfall leidet das Gehirn auf breiterer Basis als nur an der Stelle, an der das Blut verhungert ist. Neue Forschungen, die Gehirnbildgebung verwenden, um Verbindungen zwischen verschiedenen Teilen des Gehirns zu untersuchen, zeigen, dass die Kommunikation zwischen der linken und rechten Hemisphäre oft gestört ist; je größer die Störung, desto schwerwiegender die Beeinträchtigung der Bewegung oder des Sehvermögens des Patienten. Die Forscher hoffen, mit dem Ansatz vorhersagen zu können, welche Patienten sich am ehesten von selbst erholen und welche die intensivste Therapie benötigen.
Gehirnkarten: Alex Carter (links) und Maurizio Corbetta haben gezeigt, dass ein Scanning-Ansatz, der ursprünglich zur Untersuchung der Gehirnorganisation entwickelt wurde, nützliche Erkenntnisse für die klinische Behandlung von Hirnverletzungen liefern kann.
Die Studie ist Teil eines umfassenderen Bemühens, die Brain-Mapping-Technologie in die Bewertung nach einem Schlaganfall einzubeziehen, einschließlich neuer klinischer Studien, in denen experimentelle Medikamente und physikalische Therapie in Kombination mit Bildgebung getestet werden. Die Kartierung der Konnektivität und Erholung des Gehirns kann Wissenschaftlern ein besseres Maß dafür geben, welche Behandlungen die angeborene Plastizität des Gehirns – seine Fähigkeit, sich neu zu verdrahten – am effektivsten verbessern und wann das Gehirn am besten für die Reparatur vorbereitet ist.
Die Art von Informationen, die wir aus neuronalen Bildgebungsstudien erhalten, geben uns ein besseres Verständnis der Art von Veränderungen, die während der Genesung wichtig sind, sagt Alexandre Carter , einem Neurologen an der Washington University in St. Louis, der die Studie leitete.
Schlaganfallpatienten werden in der Regel einer MRT unterzogen, um den genauen Ort ihres Schlaganfalls zu bestimmen. Aber diese Gehirnscans zeigen nicht, wie sich der beschädigte Teil des Gehirns in das größere Netzwerk einfügt – die neuronalen Verbindungen, die in diese Stelle ein- und ausgehen. So wie eine Verspätung an einer Station eines U-Bahn-Systems den Service an zahlreichen Haltestellen und U-Bahn-Linien beeinträchtigen kann, stört eine Funktionsstörung in einem lokalisierten Teil des Gehirns die Aktivität in mehreren verschiedenen Teilen.
In der neuen Studie bewerteten die Forscher diese Störung, indem sie eine funktionelle Konnektivitätskarte des Gehirns von Menschen erstellten, die kürzlich einen Schlaganfall erlitten hatten. Sie forderten die Patienten auf, ruhig in einem MRT-Gerät zu liegen, und nutzten die funktionelle MRT, ein indirektes Maß für die neuronale Aktivität, um spontane Schwankungen der Gehirnaktivität zu erkennen. Gut verbundene Hirnareale schwanken synchron und bieten eine indirekte Möglichkeit, die Netzwerke des Gehirns abzubilden.
Wie so oft beim Schlaganfall stellten sie fest, dass Seh- oder motorische Probleme der Patienten auf nur eine Körperseite beschränkt waren, wie z. B. eine schwache linke Hand oder die Unfähigkeit, auf Objekte im linken Gesichtsfeld zu achten . (Da die linke Gehirnhälfte normalerweise die rechte Körperseite kontrolliert und umgekehrt, wirkt sich ein Schlaganfall auf einer Gehirnseite auf die gegenüberliegende Körperseite aus.) Die Forscher fanden jedoch heraus, dass Patienten mit diesen Symptomen Störungen des Gehirns aufwiesen die Verbindungen zwischen den beiden Hemisphären. Und der Grad der Störung zwischen den beiden Gehirnhälften korrelierte mit der Schwere ihrer Beeinträchtigung. Der physische Schaden hat Auswirkungen auf das gesamte Netzwerk, wie ein Welleneffekt, selbst in Bereichen, die nicht physisch beschädigt sind, sagt Carter.
Die Studie, die diesen Monat im . veröffentlicht wurde Annalen der Neurologie , ist der erste Schritt in einem mehrjährigen Projekt, in dem untersucht wird, wie vorhergesagt werden kann, wie gut sich Menschen von einem Schlaganfall erholen werden. Die Forscher werden die Gehirnscans und Verhaltenstests Monate nach den Schlaganfällen der Patienten wiederholen, um zu sehen, wie sich beide im Laufe der Zeit verändern.
Carter und andere zielen letztendlich darauf ab, die Technologie für bessere Schlaganfallbehandlungen einzusetzen. Es ist wichtig zu wissen, was sich hinter der Genesung verbirgt, denn wir wollen ein gehirnbasiertes Verständnis neuer Behandlungsmethoden haben, sagt James Rowe , einem Neurowissenschaftler an der Universität Cambridge in Großbritannien, der nicht an der Studie beteiligt war. Darüber hinaus, sagt er, könnten wir Patienten klassifizieren, die von der einen oder anderen Therapieform profitieren würden, da diese Art von Scan sehr früh durchgeführt werden kann.
Zwei Patienten mit ähnlichen motorischen Beeinträchtigungen können tatsächlich sehr unterschiedliche Störungen ihrer Gehirnnetzwerke aufweisen und daher von unterschiedlichen Behandlungsmethoden profitieren. Zum Beispiel spricht nicht jeder auf eine Zwangsbewegungstherapie an, bei der der starke Arm gefesselt wird und den Patienten zwingt, seinen schwachen Arm zu benutzen. Die Analyse der Netzwerkdysfunktion könnte helfen, vorherzusagen, welche Patienten von dieser Behandlung profitieren werden.
Die Forschung ist Teil eines umfassenderen Versuchs, die inhärente neuronale Plastizität zu nutzen, die selbst im erwachsenen Gehirn vorhanden ist. Es gibt immer mehr Interesse an Veränderungen im Gehirn, die in chronischeren Stadien des Schlaganfalls auftreten, sagt Rick Dijkhuizen , einem Neurobiologen am Universitätsklinikum Utrecht in den Niederlanden, der an der aktuellen Arbeit nicht beteiligt war. Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass sich das Gehirn selbst bei Patienten [deren Schlaganfälle vor langer Zeit aufgetreten sind] neu organisieren kann, und dies gibt uns Gelegenheit, uns mit Schlaganfalltherapien zu befassen, um diese Organisation zu fördern.