Sonntag, 6. November 2011

Auf der Spur der Nervenzellen im Gehirn
Freiburger Wissenschaftler erforschen Entstehung von
Parkinson und Wirkungsweise der Tiefe Hirn Stimulation

Das Modell erklärt, wie die Aktivität von Nervenzellen in zwei Hirnregionen (Impulse in rot und blau) sich im Parkinson-Zustand (grau) aufschaukelt – und wie Tiefe Hirnstimulation (DBS=THS, grün) sie unterdrückt.


Mit Hilfe einer Computer-Simulation versuchen Freiburger Wissenschaftler ein Erklärungsmodell für die Entstehung von Parkinson und den Wirkmechanismus der Tiefe HirnStimulation (Deep Brain Stimulation/DBS oder THS) zu finden.


Obwohl Parkinson zu den häufigsten neurologischen Erkrankungen gehört, sind die Ursachen der Krankheit auf der Ebene der Vorgänge im Gehirn weitgehend unverstanden. Elektrische Reizung unterdrückt zwar viele Symptome, doch wie genau dies erreicht wird, ist unbekannt. Der Freiburger Wissenschaftler Dr. Arvind Kumar und seine Kollegen vom Bernstein Center Freiburg liefern nun ein Erklärungsmodell, wie die Symptome von Parkinson entstehen, wie Tiefe Hirnstimulation (THS) ihnen entgegenwirkt, und wie sich diese Methode weiter verbessern lässt. Ihre Studie ist in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Frontiers in Systems Neuroscience“ erschienen.

Die Wissenschaftler um Arvind Kumar liefern nun erstmals eine umfassende Erklärung für die Entstehung dieser Schwingungen – und wie die THS  ihnen entgegenwirkt. Ein im Computer simuliertes Modell der Netzwerke im Gehirn zeigt, dass erhöhte Aktivität in einer anderen Hirnregion, dem Striatum, die Basalganglien in die krankhaften Schwingungen treibt. Beim Gesunden bleibt die Aktivität zweier Regionen innerhalb der Basalganglien im Gleichgewicht: Eine Region regt die andere an, diese wiederum hemmt die erste. Die erhöhte Aktivierung durch das Striatum stört diese Balance, Schwingungen entstehen. Eine geringe Aktivität des Striatums unterdrückt also Schwingungen, eine hohe löst sie aus.

Die Freiburger Forscher erweiterten ihr Modell, um auch den Mechanismus der THS zu verstehen. So konnten sie erklären, wie der operative Eingriff  die Balance wiederherstellt. Zudem fanden sie ein Reizmuster, das mit etwa halb so vielen Impulsen auskommt als bislang üblich. Die eingesparte Energie könnte nachAnsicht der Wissenschaftler die Lebensdauer eines THS-Implantats verdoppeln – und so die Zahl von medizinischen Eingriffen zum Batterietausch reduzieren.

jos / Quelle Fakultät für Biologie / Bernstein Center Freiburg Albert-Ludwigs-Universität


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