Warum ist Terry Wallis nach 19 Jahren im Bett aufgewacht?

Im Jahr 2003, 19 Jahre nachdem ihn ein Autounfall mit minimalem Bewusstsein zurückgelassen hatte, begann der 39-jährige Terry Wallis spontan zu sprechen. Jetzt haben Forscher mit speziellen MRT-Scans das Gehirn von Wallis untersucht und bemerkenswerte Veränderungen in seiner weißen Substanz festgestellt. Die Ergebnisse könnten eines Tages Wissenschaftlern helfen zu verstehen, was im Gehirn von Patienten mit minimalem Bewusstsein passiert und wie neue Interventionen sie zu ihrem vollen Bewusstsein zurückbringen könnten.

Diffusionstensorbilder eines Gehirns beim ersten Scan (links) und 18 Monate später (rechts). Die Farbe zeigt die Richtung der Fasern der weißen Substanz an, z. B. grün für anterior-posteriore Faserbahnen. Ein großer roter Bereich im zweiten Scan (Pfeil) zeigt, was Wissenschaftler für das Wachstum neuer neuronaler Prozesse in einem Teil des Gehirns halten, der die Bewegung steuert. (Quelle: Weill Cornell Citigroup Biomedical Imaging Center/Henning U. Voss.)

Minimales Bewusstsein ist nach einer schweren Hirnverletzung keine Seltenheit, von der mindestens 25.000 Menschen in den Vereinigten Staaten betroffen sind. Aber im Gegensatz zum Koma, das nach einem Unfall meist nur wenige Wochen andauert, kann sich ein minimaler Bewusstseinszustand über Monate oder Jahre hinziehen. Die Patienten nehmen ihre Umgebung meist nicht wahr und können nicht kommunizieren, aber sie können gelegentlich Worte äußern, nach Gegenständen greifen oder auf Fragen antworten. (Dieser Zustand unterscheidet sich vom vegetativen Zustand, der auch Monate oder Jahre andauern kann, aber nicht durch ein solches intermittierendes Bewusstsein gekennzeichnet ist.)



Wissenschaftler wissen sehr wenig darüber, was während solch langer Bewusstseinsstörungen im Gehirn passiert. Sowohl die Human- als auch die Tierforschung der letzten Jahre hat gezeigt, dass das erwachsene Gehirn eine gewisse Fähigkeit zur Selbstreparatur besitzt. Schlaganfallpatienten zum Beispiel können manchmal ihre Sprache oder Motorik wiedererlangen, da sich Nervenbahnen im Gehirn neu organisieren, um verletzte Bereiche auszugleichen. Und manche Patienten kommen nach Monaten oder sogar Jahren wieder zu Bewusstsein, wie im bemerkenswerten Fall von Wallis. Aber Ärzte wissen noch nicht, wie sie vorhersagen können, wer sich bessert, und es gibt nur wenige Behandlungen, um die angeborene Reorganisation zu fördern. Neue bildgebende Verfahren des Gehirns, wie sie beispielsweise für die Scans von Wallis Gehirn verwendet werden, könnten dazu beitragen, dies zu ändern.

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Wallis' Genesung begann mit einem Wort, Mama. Obwohl solche Äußerungen bei Patienten mit minimalem Bewusstsein nicht unbekannt sind, waren seine Ärzte und seine Familie überrascht, als sich seine Sprache weiter verbesserte. Um herauszufinden, woher Wallis' seltene Rückkehr zum Bewusstsein kam, versuchte ein Team unter der Leitung von Neurologen Nicholas Schiff , vom Weill Medical College der Cornell University in New York, eine neue Variante der Magnetresonanztomographie, die als Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI) bezeichnet wird. Diese Technik kann Wissenschaftlern ein detailliertes Bild der Faserbahnen des Gehirns vermitteln – der neuronalen Prozesse, die Nachrichten zwischen verschiedenen Teilen des Gehirns weiterleiten. (Siehe TR10: Diffusion Tensor Imaging, März/April 2006.) Es wurde noch nie zuvor zur Untersuchung eines Patienten mit minimalem Bewusstsein verwendet.

Der erste DTI-Scan, der acht Monate nach seinen ersten Worten aufgenommen wurde, zeigte, dass Wallis schwere Hirnschäden hatte. Verglichen mit den Gehirnen von 20 gesunden Probanden zeigten sowohl die Gesamtstruktur als auch die Nervenfasern seines Gehirns eine schwere Degeneration. Das ist an sich schon eine große Erkenntnis – dass er so viele Verletzungen haben könnte und Jahre später immer noch diese Art von Genesung hat, sagt Schiff.

Wissenschaftler entdeckten jedoch auch, dass ein großer Bereich im hinteren Teil seines Gehirns mehr Fasern als normal zu haben schien, die alle in dieselbe Richtung ausgerichtet waren – was darauf hindeutete, dass neue Wege entstanden waren, um verschiedene Gehirnstrukturen zu verbinden. Dieses ungewöhnliche Muster umfasste einen Teil des Gehirns, der als Precuneus bekannt ist und im bewussten Wachzustand sehr aktiv ist, aber während des Schlafs oder der Anästhesie weniger aktiv, sagt Steven Laureys , Neurologe an der Universität Lüttich in Belgien.

Achtzehn Monate nach dem ersten Scan hatte sich Wallis noch mehr gebessert – er konnte seine zuvor gelähmten unteren Gliedmaßen bewegen, eine Erholung, die so unerwartet war wie seine Spracherholung, sagt Schiff. Als die Forscher sein Gehirn ein zweites Mal abbildeten, stellten sie fest, dass sich der ungewöhnliche Bereich im Rücken normalisiert hatte, während eine andere Region in einem Bereich, der die Bewegung reguliert, stärker verbunden zu sein schien. Die Ergebnisse wurden diese Woche in . veröffentlicht Das Journal of Clinical Investigation .

Die Forscher vermuten, dass die Veränderungen, die sie in den Gehirnbildern sahen, dem Wachstum neuer neuronaler Verbindungen entsprechen. Dieses Wachstum könnte die Wiedererlangung verschiedener Funktionen wie Sprache und Bewegung auslösen. Warum ist er aufgetaucht? Das kann keiner von uns beantworten, sagt Joy Hirsch , einem Neurowissenschaftler an der Columbia University, der an der aktuellen Studie nicht beteiligt war, aber mit den Forschern an anderen Projekten zusammenarbeitet. Aber es deutet auf eine biologische Grundlage für die Genesung hin.

James Bernat, ein Neurologe an der Dartmouth Medical School in Hannover, NH, warnt davor, aus Wallis' Genesung zu weit gefasste Schlussfolgerungen zu ziehen: Menschen neigen eher dazu, nach einer diffusen Verletzung der neuralen Prozesse im Gehirn in einen minimalen Bewusstseinszustand einzutreten, als dass die Nervenzellen selbst massiv absterben , und solche Verletzungen sind möglicherweise leichter zu erholen. Besonders spannend findet er aber die Tatsache, dass die motorischen Verbesserungen von Wallis mit einer neuralen Veränderung in einem Gehirnbereich korrelieren, der die Bewegung steuert. Wir müssen herausfinden, wie oft es passiert und warum es passiert, sagt Bernat.

Natürlich ist es auf jeden Fall schwierig, aus diesem einen außergewöhnlichen Fall zu extrapolieren. Niemand weiß, wie Wallis Gehirn vor dem Unfall ausgesehen hat oder bevor er wieder zu sprechen begann. Und es ist unklar, warum sich diese spezifischen Teile des Gehirns regenerieren konnten oder wie die besonderen Wachstumsmuster Wallis geholfen haben, sich zu erholen. Die Ergebnisse unterstreichen jedoch, wie wichtig es ist, Patienten mit minimalem Bewusstsein zu untersuchen. Ich denke, dieses Papier dient als Leuchtturm – es deutet darauf hin, dass es Mechanismen gibt, die ins Bewusstsein auftauchen, auch wenn wir sie nicht verstehen, sagt Hirsch. Dies ist ein sehr hoffnungsvolles Zeichen für ein Gebiet, das von der medizinischen und wissenschaftlichen Welt nicht viel Aufmerksamkeit erhalten hat.

Laureys, der einen Kommentar zu der Arbeit verfasst hat, fügt hinzu, dass er hofft, dass die Ergebnisse das Gefühl der Hoffnungslosigkeit vieler Ärzte gegenüber Patienten mit minimalem Bewusstsein oder vegetativen Zuständen ändern werden. Obwohl Ärzte wissen, dass sich das Gehirn selbst reorganisieren kann, indem es im Laufe des Lebens neue neuronale Verbindungen bildet (ein Phänomen, das als Neuroplastizität bezeichnet wird), sagt Laureys, dass sie zuvor dachten, dass dieser Prozess kurz nach einer Verletzung an Fahrt verliert. Aber er hofft, dass dieser Fall sie zum Umdenken bringt. Nach vielen Jahren gebe es immer noch viel Plastizität mit sehr signifikanten klinischen Konsequenzen, sagt er.

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Letztendlich hoffen Ärzte, bestimmte Anzeichen im Gehirn zu finden, die vorhersagen, bei welchen Patienten es besser wird. Sie hoffen auch, gezielte Behandlungen zu entwickeln, die diesen Prozess unterstützen könnten. Aber diese Fragen können wir ohne richtige Kontrollstudien nicht beantworten, sagt Hirsch.

Die Cornell-Forscher hoffen nun, eine größere Anzahl von Menschen im minimalen Bewusstseinszustand untersuchen zu können, um ein systematischeres Bild der Mechanismen zu erhalten, die der Genesung zugrunde liegen.

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