Epilepsie: Erstmals beobachten Forscher Anfälle direkt im Gehirn
© Sebastian Kaulitzki / stock.adobe.com (Ausschnitt)
Was sich genau während eines epileptischen Anfalls im Gehirn der Betroffenen abspielt, ist trotz erheblicher Forschungsbemühungen noch immer weit gehend unklar. Denn bislang lieferten vor allem indirekte EEG-Messungen Daten über die neuronalen Vorgänge. Nun ist es erstmals gelungen, Elektroden im Hirn von vier Patienten zu platzieren und so die Aktivität einzelner Zellen direkt abzuhorchen. Die Forscher um Wilson Truccolo von der Brown University in Providence kamen dabei zu Ergebnissen, die nach ihrer Auffassung in radikalem Widerspruch zu bisherigen Theorien stehen.
Aus Hirnstromkurven und Tierversuchen hatten Epilepsieforscher bisher geschlossen, dass Anfälle durch hochgradig synchrones Feuern der Neurone gekennzeichnet sind. Zellverbände würden sich durch Rückkopplungseffekte – beispielsweise weil die sonst übliche gegenseitige Hemmung ausfällt – zu immer stärkerer Aktivität aufschaukeln. Laut Truccolo und Kollegen ist das jedoch nicht der Fall: Das Feuern sei höchst unregelmäßig und mitunter unkoordinierter als im Normalzustand. Die Zellen würden sich wesentlich komplexer gegenseitig beeinflussen als gedacht, so die Forscher.
Auch das Ende eines Anfalls äußerte sich anders, als das EEG vermuten ließ. Mit fortschreitender Anfalldauer wurde das Feuern zunächst tatsächlich synchroner, um dann nahezu schlagartig für bis zu eine halbe Minute komplett zum Erliegen zu kommen. Truccolo und Mitarbeiter gehen nun davon aus, dass die existierenden Modelle der Anfallsentstehung überdacht werden müssten.
Dabei könnte sich eine der Beobachtungen des Wissenschaftlerteams in absehbarer Zeit in der klinischen Praxis umsetzen lassen: Viele Nervenzellen zeigten bereits bis zu vier Minuten vor Beginn des Anfalls ein auffälliges Verhalten, das ein Computer erkennen und so den Betroffenen warnen könne. Allerdings wäre es dazu nötig, wie bei Truccolos Studie Elektroden im Hirn zu implantieren, was mit erheblichem Aufwand und gesundheitlichen Risiken verbunden ist.
Die nun untersuchten vier Freiwilligen litten an therapieresistenter Epilepsie, so dass die Wissenschaftler im Rahmen ohnehin anfallender operativer Eingriffe ihre Messgeräte implantieren konnten. Es handelte sich dabei um so genannte Mikroelektrodenarrays, mit denen sie die Aktivität von insgesamt 712 Nervenzellen erfassten. Nur in einem Fall lag das Implantat dabei im Epilepsieherd, an dem der Anfall seinen Ausgang nimmt. Die hier gewonnenen Daten unterschieden sich allerdings nicht wesentlich von denen anderer Positionen. (jd)
Aus Hirnstromkurven und Tierversuchen hatten Epilepsieforscher bisher geschlossen, dass Anfälle durch hochgradig synchrones Feuern der Neurone gekennzeichnet sind. Zellverbände würden sich durch Rückkopplungseffekte – beispielsweise weil die sonst übliche gegenseitige Hemmung ausfällt – zu immer stärkerer Aktivität aufschaukeln. Laut Truccolo und Kollegen ist das jedoch nicht der Fall: Das Feuern sei höchst unregelmäßig und mitunter unkoordinierter als im Normalzustand. Die Zellen würden sich wesentlich komplexer gegenseitig beeinflussen als gedacht, so die Forscher.
Auch das Ende eines Anfalls äußerte sich anders, als das EEG vermuten ließ. Mit fortschreitender Anfalldauer wurde das Feuern zunächst tatsächlich synchroner, um dann nahezu schlagartig für bis zu eine halbe Minute komplett zum Erliegen zu kommen. Truccolo und Mitarbeiter gehen nun davon aus, dass die existierenden Modelle der Anfallsentstehung überdacht werden müssten.
Dabei könnte sich eine der Beobachtungen des Wissenschaftlerteams in absehbarer Zeit in der klinischen Praxis umsetzen lassen: Viele Nervenzellen zeigten bereits bis zu vier Minuten vor Beginn des Anfalls ein auffälliges Verhalten, das ein Computer erkennen und so den Betroffenen warnen könne. Allerdings wäre es dazu nötig, wie bei Truccolos Studie Elektroden im Hirn zu implantieren, was mit erheblichem Aufwand und gesundheitlichen Risiken verbunden ist.
Die nun untersuchten vier Freiwilligen litten an therapieresistenter Epilepsie, so dass die Wissenschaftler im Rahmen ohnehin anfallender operativer Eingriffe ihre Messgeräte implantieren konnten. Es handelte sich dabei um so genannte Mikroelektrodenarrays, mit denen sie die Aktivität von insgesamt 712 Nervenzellen erfassten. Nur in einem Fall lag das Implantat dabei im Epilepsieherd, an dem der Anfall seinen Ausgang nimmt. Die hier gewonnenen Daten unterschieden sich allerdings nicht wesentlich von denen anderer Positionen. (jd)
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