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Gehirn-Operation: Tiefenhirnstimulation

Foto: Prof. Thomas Schläpfer/ Uni Bonn

Risiko Neuroimplantate Mediziner wagen Gehirnoperationen an wachen Patienten

Moderne Technologie erlaubt Eingriffe direkt im Gehirn, Parkinson-Patienten und Depressive werden immer öfter operiert. Doch viele werden nicht geheilt, nur die Symptome unterdrückt - gravierende Nebenwirkungen können die Folge sein.
Von Matthias Becker

Die Tiefenhirnstimulation (THS) hat sich bereits zur Behandlung von Bewegungsstörungen wie der Parkinson'schen Krankheit etabliert. Bei dieser Therapie werden Elektroden in bestimmte Hirnbereiche eingebracht, wo sie mit elektrischen Impulsen ausgefallene oder gestörte Funktionen wiederherstellen sollen. Seit einigen Jahren weckt die Methode - auch bekannt unter dem populären Ausdruck "Hirnschrittmacher" - Hoffnungen, man könne so auch psychische Störungen lindern. Es kursiert die Idee, mit immer kleineren Kontakten und gezielten Impulsen ließen sich geistige und emotionale Zustände
manipulieren - "Enhancement" durch elektrische Signale im Gehirn. Bestätigt haben sich solche Erwartungen bis jetzt noch keineswegs.

Der Patient ist in Vollnarkose, wenn er in den Operationssaal geschoben wird. Dort werden zwei kleine Öffnungen in seine Schädeldecke gebohrt und ein Metallring mit Schrauben im Schädel befestigt. Dieser Ring dient als Halterung für die medizinischen Instrumente, die während der Operation im Gehirn natürlich auf keinen Fall verrutschen dürfen. Nach diesen Vorbereitungen wird mit Hilfe einer Sonde ein dünner Draht durch die Bohrlöcher ins Innere des Kopfes geschoben, an dessen Ende Elektroden angebracht sind.

Nachdem die Schädeldecke geöffnet und der Metallring angeschraubt ist, werden die Patienten aus der Narkose aufgeweckt. Ihre Mitarbeit bei der Operation ist unerlässlich. Während die Sonde eingeführt wird, müssen sie den operierenden Neurologen über Körpersensationen wie Kribbeln oder Schwindelgefühle berichten. Die Ärzte achten bei diesem Vorgang zudem auf Verkrampfungen und Sprechstörungen beim Patienten und versuchen alle Informationen dazu zu verwenden, die optimale Position für die Stimulatoren zu finden.

Die Platzierung der Sonden ist buchstäblich Millimeter-Arbeit, denn das größte Risiko der Operation besteht darin, ein Blutgefäß im Hirn zu verletzen. Je nach Routine der behandelnden Hirnchirurgen liegt dieses Risiko zwischen unter einem und vier Prozent. Dass derartige Hirnoperationen überhaupt möglich sind, liegt - abgesehen von verbesserten Elektroden - an den Fortschritten der computergestützten Bildgebung. Vor der Operation wird mit Magnetresonanztomografie (MRT), Computertomografie (CT) und Röntgenaufnahmen das Hirn des jeweiligen Patienten modelliert. Anhand dieses Modells wird dann eine Route für die Sonde mit den Elektroden errechnet, der Stichkanal, der an den wichtigen Nervenbahnen und Blutgefäßen vorbeiführen muss. Und wenn dieser Kanal bei der Operation in die weiche Hirnmasse gelegt wird, dann können die Ärzte auf Bildschirmen nicht nur das Gehirn in seinem ursprünglichen Zustand, sondern auch den Weg der Sonde in Echtzeit verfolgen.

Die Patienten können das Gerät per Fernbedienung an- oder ausschalten

Das Einbringen der Elektroden dauert unter Umständen zwölf Stunden. Den größeren Teil dieser Zeit sind die Patienten bei Bewusstsein. Eine THS ist keine leichte Behandlung - nicht weil sie schmerzhaft wäre, sondern weil sie eine große psychische Belastung bedeutet. Dennoch ist der Leidensdruck vieler Kranker groß genug, dass sie die Prozedur auf sich nehmen.

Ein Kabel des Implantats führt unter der Haut von den Elektroden am Zielpunkt im Hirn am Schädel und Hals entlang bis zum Schlüsselbein in der Brust. Dort endet es in einem Stimulator aus Titan mit Batterien, Steuerung und Funkempfänger. Nach der Implantation werden Stromspannung, Stromstärke und Impulsfrequenz über Funk eingestellt. Sie können später individuell eingestellt, sozusagen feinjustiert werden; auch die Patienten können das Gerät per Fernbedienung an- oder ausschalten. Bei Parkinson-Patienten wird die Stromstärke häufig im Lauf der Zeit erhöht, weil ihre Krankheit fortschreitet, möglicherweise auch, weil bei ihnen Gewöhnungseffekte an die Stimulation einsetzen.

Die Liste der Krankheiten, die heute mit THS behandelt werden, wird immer länger: chronische "Cluster-Kopfschmerzen", Epilepsie und andere. Am häufigsten eingesetzt wird sie bei neuronal bedingten Bewegungsstörungen, Lähmungen oder der "Schüttellähmung" Parkinson. Nach Angaben der Firma Medtronic, die THS-Geräte herstellt, tragen weltweit bereits mehr als 80.000 Parkinson-Patienten ein Neuroimplantat. Zu diesen klassischen Anwendungsgebieten kommen zunehmend weichere Krankheitsbilder, vor allem psychiatrische Indikationen dazu: Zwangs- und Angststörungen, Depressionen und seit kurzem auch Suchtverhalten.

Veränderungen der Persönlichkeit

Die Wirkung der Stimulation setzt sofort mit dem Einschalten des Stromes ein, das charakteristische Zittern der Parkinson-Patienten beispielsweise verschwindet. Wird der Strom abgestellt, kehrt auch der Tremor zurück. Auch bei seelischen Leiden ist die Wirkung auf die Dauer der Stimulation begrenzt: Wird der Stromkreis unterbrochen, kehren die depressiven Symptome zurück. THS bringt keine Heilung, unterdrückt aber wirksam bestimmte Symptome.

"Die THS ist eine reversible Behandlungsform - das bedeutet, sie kann abgesetzt und das System entfernt werden, wenn die Therapie nicht den gewünschten Erfolg erzielt", wirbt die Firma Medtronic für ihre Geräte. Skeptischer äußert sich Sabine Müller vom Forschungsbereich "Mind and Brain" der Berliner Charité-Kliniken: "Es wurden Fälle berichtet, in denen schon vor Anschalten der Stimulation psychische Nebenwirkungen aufgetreten sind, sowie Einzelfälle, in denen nach Abschalten der Stimulation die psychischen Probleme nicht reversibel waren."

Dass THS wirkt, zeigt die Praxis. Wie sie das tut, ist allerdings nicht klar. Diskutiert werden verschiedene Theorien, nach denen der elektrische Strom die Aktivität im stimulierten Hirnareal entweder hemmt oder aber die der nachgeschalteten Zentren anregt. Obwohl der Wirkmechanismus weiterhin unbekannt ist, sagen die Neurochirurgen, das Gehirn sei keine Blackbox mehr.

Wirkungsmechanismus unbekannt

Als Ursache von neurologischen Bewegungsstörung wie Parkinson gilt eine "übermäßige neuronale Synchronität": Die Nervenenden einer Hirnregionen feuern ihre Signale nicht versetzt, sondern permanent gleichzeitig ab. Die THS-Behandlung würde also bestimmte Nervenzellen durch den Strom sozusagen ausschalten beziehungsweise daran hindern, synchron zu feuern. Die Behandlung von psychischen Störungen funktioniert anders. Bei Depressionen werden angeblich zu inaktive Gehirnareale mit schwächeren Strömen angeregt.

Das komplexe Zusammenspiel der verschiedenen "Zentren" des Gehirns ist jedenfalls noch längst nicht verstanden oder gar gezielt mit Stromstößen manipulierbar. In einem Artikel im "Deutschen Ärzteblatt" von 2010 berichteten Neurochirurgen lakonisch, dass sich bei der Behandlung von Zwangsstörungen "auch bei durchaus abweichender Elektrodenposition gute Effekte" ergeben hätten - also obwohl ganz unterschiedliche Hirnareale gereizt wurden! Das Gleiche gilt für THS bei Depressionen: Drei verschiedene Forschungszentren arbeiten an drei verschiedenen Hirnarealen - nämlich dem Nucleus accumbens, der Capsula interna und an einem Hirnareal namens "cg25" -, aber überall zeigt die Stimulation die gleichen Wirkungen. Arnd Coenen und Thomas Schläpfer, die eines dieser Forschungsprojekte leiten, glauben, das läge daran, dass alle drei Areale durch das mediale Vorderhirnbündel verbunden seien.

Beschränkte Eignung für Therapien

Zum ersten Mal wurde ein Neurostimulator im Jahr 1987 bei einem Parkinson-Patienten implantiert. Erst 25 Jahre später wurde THS zum ersten Mal gegen eine schwere Depression eingesetzt. Dass sie überhaupt bei psychischen Probleme hilft, war eine Zufallsentdeckung: Ärzte bemerkten, dass sich bei einigen Patienten mit neuronalen Bewegungsstörungen nach der Operation nicht nur die Motorik, sondern auch die Stimmung veränderte. Einige wurden depressiv, andere verspürten Euphorie und ein gesteigertes sexuelles Verlangen. So entstand die Idee, diese Nebenwirkungen gezielt für die Behandlung von psychischen Störungen einzusetzen.

Unerwünschte Auswirkungen auf die Persönlichkeit sind bei THS wohl häufiger, als man bisher angenommen hat - besonders subtile Persönlichkeitsveränderungen, die zwar nicht den Ärzten, wohl aber den Verwandten, dem Ehepartner oder den Kindern auffallen. Laut einer Metastudie von 2010 zeigt ein Prozent der Behandelten nach der Operation leicht manisches oder im Gegenteil depressives Verhalten. Allerdings haben viele der bisherigen Untersuchungen seelische Veränderungen gar nicht erfasst, weshalb die Zahl auch deutlich höher liegen könnte. Die psychischen Nebenwirkungen werden nach der Implantation in der Regel mit Psychopharmaka in Schach gehalten.

THS wird zunehmend bei psychischen Erkrankungen eingesetzt, vor allem bei schweren Depressionen, die auf andere Art nicht behandelbar sind, beim Tourette-Syndrom, bei Sucht sowie Zwangs- und Angststörungen. Aber die "Psychochirurgie" ist immer noch in einem experimentellen Stadium und die Zahl der Operationen ist noch gering. Eine Meta-Studie von 2010 bilanziert, dass THS als Therapie bei Zwangsstörungen in 25 bis 50 Prozent der Fälle langfristig erfolgreich sei, bei Depressionen in 50 Prozent der Fälle.

THS regt die Phantasie an

Neuerdings gibt es Neuroimplantate mit acht statt wie bisher vier Kontakten. Forscher versuchen, mit zeitlich versetzten Signalen den krankhaften Gleichklang im betroffenen Nucleus accumbens bei Parkinson aus dem Takt zu bringen, ohne "die Selbstorganisation der Neuronen" zu stören. Dazu haben Wissenschaftler vom Forschungszentrum in Jülich spezielle Signal-Muster entwickelt. Noch ist unklar, ob dieses neue Verfahren sich bewähren wird.

Neurologen hoffen, dass durch immer kleinere Elektroden und immer bessere Rhythmisierung der Impulse gezieltere Interventionen ins Hirn möglich werden. Lassen sich so demnächst Gefühle oder Gedanken erzeugen? Wird es gar möglich, die geistigen Fähigkeiten von Gesunden zu steigern?

Noch steht nicht fest, ob sich die THS als Behandlung von schweren seelischen Störungen etablieren wird. Aber der mechanisch-technische Eingriff ins Hirn stimuliert auch die Phantasie von Autoren, die mit Medizin nichts zu tun haben. Zum Beispiel die des amerikanischen Buchautors Ray Kurzweil. "Alle werden neuronale Implantate benutzen", sagte er in einem Interview einmal. "Sie werden unsere Erinnerungen erweitern, sogar unsere emotionalen Möglichkeiten, unsere Fähigkeiten, Muster zu erkennen, unsere kognitiven Fähigkeiten. Wir werden das menschliche Potenzial vergrößern, in dem wir es mit der Technologie vermählen." Spätestens in dreißig Jahren werde es so weit sein. Das war vor fünfzehn Jahren. Unwahrscheinlich, dass Kurzweils Vorhersage rechtzeitig eintreten wird.

Herausforderung für persönliche Identität

Dass THS die Phantasie sowohl von Medizinern als auch Laien anregt, ist kein Wunder. Die Hirnchirurgen operieren schließlich an einem Kern der persönlichen Identität. Diese kann zwar (noch) nicht gezielt manipuliert, aber sehr wohl gestört oder gar zerstört werden. Die THS führt so in manchen Fällen zu schwer zu lösenden ethischen Problemen - etwa zu der Frage, ob eine Person, die durch die Stimulation manisch wird, entscheidungs- und daher zustimmungsfähig ist. Oder wäre sie es beim abgeschalteten Stimulator, dann allerdings unter dem Einfluss ihrer Krankheit? Was gehört mehr zur Person - die Krankheit oder das Implantat?

Neuroimplantate bedeuten eine Herausforderung für den Begriff der persönlichen Identität. So sorgte ein tragischer Fall eines Parkinson-kranken Niederländers für erhebliches Kopfzerbrechen in einer Ethikkommission. Der 62-Jährige wurde durch seine THS-Behandlung manisch und ruinierte sich innerhalb von drei Jahren finanziell durch hemmungslose Geldausgaben. Schließlich wurde er in eine Psychiatrie eingewiesen. Seine Manie war eindeutig an die elektrische Stimulation gebunden. Ohne sie war der Mann einsichtig und urteilsfähig, aber wegen seiner Erkrankung bettlägerig. "Es gab nur zwei Alternativen: Pflegeheim (ohne Stimulation) oder stationäre Psychiatrie (mit Stimulation)", berichtet Sabine Müller in einem Artikel der Zeitschrift "Neuroethik und Neuropsychologie". Die Stimulation wurde ausgesetzt und der Patient befragt. Er entschied sich für die THS - und damit für die Unterbringung in einer psychiatrischen Anstalt.


Die ungekürzte Fassung dieses Textes stammt aus Telepolis special, Ausgabe Januar 2012, www.telepolis.de . Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie unter telepolis/buch/buch_51.html .

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