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Temporäre sensorische Deprivation kann die Erholung nach einem Schlaganfall verbessern, indem sie Platz für das Gehirn schafft, sich neu zu verkabeln, schlägt neue Forschung an der medizinischen Fakultät der Washington Universität in St. Louis, MO vor.


Sensorische Deprivation könnte bei der Schlaganfallwiederherstellung helfen.

Ein Bericht, der in Science Translational Medicine veröffentlicht wurde, erklärt, wie die Wissenschaftler zu diesem Schluss gekommen sind, nachdem sie die Schlaganfallwiederherstellung bei Mäusen beobachtet hatten, deren Schnurrhaare abgeschnitten worden waren.

Das Team offenbarte, dass Mäuse nach einem Schlaganfall eher die Verwendung einer Vorderpfote wiederherstellen würden, wenn sie ihre Whisker getrimmt hätten.

Die Schnurrhaare eines Nagetiers sind ein wichtiges Sinnesorgan mit einer reichen Nervenversorgung.

Das Tier kann seine Schnurrhaare vorwärts und rückwärts bewegen, um stationäre Objekte zu erkunden und kann sie ruhig halten, um sich bewegende Objekte zu erkunden, während sie gleichzeitig sensorische Informationen an das Gehirn senden.

Die Forscher schlagen vor, dass das Abschneiden von Schnurrhaaren einer Maus das Gehirn daran hindert, sensorische Signale zu empfangen, wodurch der betroffene Bereich "plastischer" wird und sich neu verkabeln kann, um andere Aufgaben auszuführen.

Implikationen für die Schlaganfallrehabilitation

Ein Schlaganfall tritt auf, wenn entweder ein Gerinnsel oder ein Bruch in einem Blutgefäß im Gehirn die Blutversorgung blockiert und das betroffene Gebiet davon abhält, den Sauerstoff und die Nährstoffe zu erhalten, die es braucht, um die Zellen am Leben zu erhalten und zu arbeiten.

Die meisten Schlaganfälle werden durch Blutgerinnsel verursacht, die als ischämische Schlaganfälle bezeichnet werden. Ein temporäres Gerinnsel, das sich selbst löscht, ist als transitorischer ischämischer Angriff bekannt, der auch als Mini-Schlaganfall bezeichnet wird.

Wenn der betroffene Bereich des Gehirns aufhört, das Blut zu erhalten, das er benötigt, sterben die Gehirnzellen ab und der entsprechende Teil des Körpers hört auf zu arbeiten oder funktioniert überhaupt nicht mehr.

Oft konzentriert sich der Ansatz der Rehabilitationstherapie, den Individuen nach einem Schlaganfall erhalten, darauf, ihnen zu helfen, die Behinderung zu kompensieren. Die Forscher schlagen vor, dass ihre Studie auf einen alternativen Ansatz hinweist.

"Unsere Ergebnisse", sagt Senior-Studienautor Jin-Moo Lee, Professor für Neurologie, "legen nahe, dass wir in der Lage sein könnten, die Erholung von Schlaganfall zu stimulieren, indem wir Hirnareale vorübergehend leeren und diese Hirnregion plastischer machen."

"Ein Weg, dies zu tun, könnte sein, ein gesundes Glied zu immobilisieren", fügt er hinzu.

Jedes Jahr sterben in den Vereinigten Staaten etwa 140.000 Menschen an einem Schlaganfall, wobei 1 von 20 Todesfällen darauf entfällt. Die geschätzten Kosten für einen Schlaganfall - einschließlich medizinischer Versorgung, Medikamenten und fehlender Arbeitstage - belaufen sich auf etwa 34 Milliarden US-Dollar pro Jahr.

Gehirn-Remaps funktioniert in der Nähe von Bereichen

Es gibt mehr als 6, 5 Millionen Schlaganfallüberlebende in den USA. Dank der Plastizität des Plasmas oder der Fähigkeit, sich anzupassen, erholen sich viele Überlebende auf natürliche Weise von einer gewissen Menge an Funktion. Ein Beispiel ist ein Überlebender, der zunächst keinen Arm bewegen kann, aber einige Tage später kann er anfangen, mit den Fingern zu wackeln.

Forschung mit Bildgebung des Gehirns zeigt, dass in solchen Fällen das Gehirn die Kontrolle über die Finger zu einem "benachbarten unbeschädigten Bereich" umverdrahtet hat.

Das Ausmaß der Genesung hängt eng damit zusammen, wie gut das Gehirn sensorische und Kontrollfunktionen vom geschädigten in den unbeschädigten Bereich umsetzt.

Der Preis dieser Plastizität ist jedoch, dass das Gehirn ständig versucht, "Immobilien" freizumachen, auf denen die neuen Schaltungen gebaut werden können. Eine Möglichkeit, wie ungenutzte Liegenschaften verfügbar werden, besteht darin, dass die Signalisierung zu und von einem Bereich gestoppt wird, beispielsweise wenn eine Extremität amputiert wird.

Prof. Lee und seine Kollegen fragten sich, ob sensorische Deprivation eine Möglichkeit sein könnte, Immobilien in der Nähe eines durch Schlaganfall geschädigten Bereichs freizusetzen, und ob das Gehirn diese Gelegenheit nutzen würde, um die behinderten Funktionen in diesem Bereich neu zu erfassen.

Mäuse mit getrimmten Schnurrhaaren heilten schneller

Um diese Idee zu testen, induzierten sie in zwei Gruppen von Mäusen einen Schlaganfall, so dass sie ihre Fähigkeit, ihre rechte Vorderpfote zu kontrollieren, beeinträchtigten.

Nach dem Schlaganfall schnitten sie die Schnurrhaare einer Gruppe von Mäusen ab und ließen sie in der anderen Gruppe intakt. Dann beobachteten sie die Erholung der Tiere und ihre Verwendung der Vorderpfoten.

In der 4. Woche nach dem Schlaganfall hatten die Mäuse mit getrimmten Schnurrhaaren begonnen, wieder die rechte Vorderpfote zu benutzen, und in Woche 8 verwendeten sie sie ebenso wie die linke Vorderpfote.

Die Mäuse mit intakten Schnurrhaaren erholten sich jedoch viel langsamer; In der vierten Woche benutzten sie immer noch nicht ihre rechte Vorderpfote und hatten die Verwendung der rechten Vorderpfote bis Woche 8 nur teilweise wiedererlangt.

Scans der Mäuse-Gehirne zeigten deutliche Unterschiede sowohl in den Schlaganfall-betroffenen und benachbarten Gebieten. In den Gehirnen der Mäuse mit den getrimmten Whiskern war die Aktivität, die mit der Verwendung der Vorderpfote verbunden war, in den Bereich verlagert worden, der normalerweise mit der Verwendung von Whiskern assoziiert ist.

Bei Mäusen mit intakten Whiskern bewegte sich die Aktivität der Vorderpfoten jedoch zu irgendeinem von mehreren Bereichen neben der verletzten Stelle.

Das folgende kurze Video von der Washington University School of Medicine fasst die Ergebnisse in den Mäusen zusammen:

Whisker-Nutzung Aktivität kehrte in das ehemalige Gebiet zurück

Das Team erlaubte den Mäusen mit getrimmten Schnurrhaaren, sie wieder zu wachsen, nachdem sie ihre rechte Vorderpfote vollständig ausgenutzt hatten.

Untersuchungen der Gehirne der Tiere, die 4 Wochen später gemacht wurden, zeigten, dass die Whisker-Verwendungsaktivität zu ihrem früheren Platz im Gehirn zurückgekehrt war. Außerdem blieb die Vorderpfotenkontrolle an ihrem neuen Platz, wobei die Mäuse weiterhin beide Pfoten voll ausnutzten.

Die Studie untersuchte nicht, ob die Mäuse, die ihre Whisker getrimmt hatten, die Fähigkeit verloren hatten, ihre Whisker zu verwenden.

Aber die Forscher sagen, dass es Beweise gibt, dass, wenn sich eine Gehirnfunktion in einen anderen Teil des Gehirns bewegt, es die Funktion nicht behindert, die mit diesem Bereich verbunden ist.

Prof. Lee gibt Beispiele von Musikern und Taxifahrern: Bei Musikern ist der Teil des Gehirns, der die Fingerbewegung steuert, ungewöhnlich groß, ebenso wie der Teil, der die Navigation bei Taxifahrern steuert.

"Die Entwicklung dieser Fähigkeiten führt nicht dazu, dass Musiker und Taxifahrer irgendwelche anderen Fähigkeiten verlieren. Sie nutzen wahrscheinlich nur ihre Gehirne effizienter", erklärt er.

Er sagt, dass ihre Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, die Ergebnisse nach einem Schlaganfall zu verbessern, indem "die Plastizität in den Zielregionen des Gehirns verbessert wird".

"Wir müssen vielleicht überdenken, wie wir Schlaganfall-Rehabilitation machen."

Prof. Jin-Moo Lee

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