Studie: Was ein Schädel-Hirn-Trauma im Gehirn auslöst

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Medizin Doc Redaktion, Beitrag vom 3. Dezember 2019

Schädel-Hirn-Trauma: Schäden durch Gehirnerschütterungen verändern die Art und Weise, wie Informationen zwischen den beiden Gehirnhälften übertragen werden, so eine neue Untersuchung, die heute auf dem jährlichen Treffen der Radiological Society of North America (RSNA) vorgestellt wurde.

Die Forschung zu diesem Thema konnte zeigen, dass der Corpus callosum, ein Nervenfaserbündel, von dem Signale zwischen der linken und rechten Gehirnhälfte übertragen werden, anfällig für Schäden durch leichte traumatische Hirnverletzungen, allgemein bekannt als Schädel-Hirn-Trauma oder Gehirnerschütterung, ist. Über die Auswirkungen dieser Schäden auf die kognitive Funktion ist bislang wenig bekannt.

Um mehr darüber zu erfahren, verglichen Forscher der New York University (NYU) School of Medicine in New York City den Zustand des Corpus callosum bei 36 Patienten mit einem Schädel-Hirn-Trauma (Gehirnerschütterung) mit dem von 27 gesunden Kontrollpersonen. Sie untersuchten das Gehirn der Teilnehmer mit zwei Methoden, darunter eine MRT-Technik, die Messungen der Wasserdiffusion verwendet, um eine mikroskopische Ansicht der signalführenden weißen Substanz des Gehirns zu ermöglichen.

„Wenn wir uns ansehen, wie Wassermoleküle in den Nervenfasern im Corpus Callosum und in der Mikroumgebung um die Nervenfasern herum diffundieren, können wir die mikrostrukturelle Verletzung der weißen Substanz besser verstehen“, so die Mitautorin der Studie, Dr. Melanie Wegener von der NYU Langone Health in New York City.

Die Wissenschaftler kombinierten die MRT-Ergebnisse mit den Ergebnissen des zweiten Ansatz der Studie, einer interhemisphärischen Speed of Processing Task, einem in NYU Langone entwickelten Test, der bewertet, wie gut die beiden Hemisphären im Gehirn miteinander kommunizieren.

Für den Test wurde den Teilnehmern gesagt, sie sollten auf einem Stuhl sitzen und ihren Blick auf den Buchstaben X richten, der auf einem Bildschirm direkt vor ihnen angezeigt wurde. Dann blitzten drei Buchstabenwörter rechts oder links neben dem X auf und die Teilnehmer wurden gebeten, diese Wörter so schnell wie möglich auszusprechen. Als die Forscher diese Reaktionszeit bei Patienten mit einem Schädel-Hirn-Trauma (Gehirnerschütterung) und gesunden Kontrollen auswerteten, bemerkten sie ein interessantes Phänomen.

„Es gibt eine definitive und reproduzierbare Verzögerung der Reaktionszeit auf die links neben dem X dargestellten Wörter im Vergleich zu den rechts im Gesichtsfeld dargestellten Wörtern. Das zeigt, dass es einige Zeit dauert, bis Informationen den Corpus callosum von einer Hemisphäre zur anderen durchqueren, was an der unterschiedlichen Reaktionszeit zwischen Wörtern gemessen wird, die auf verschiedenen Seiten unseres Gesichtsfeldes präsentiert werden“, so Dr. Wegener.

Diese Verzögerung ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass sich die Sprachfunktion am häufigsten in der linken Hemisphäre des Gehirns befindet. Das bedeutet, dass Informationen, die im linken Gesichtsfeld dargestellt werden, zunächst an den rechten visuellen Kortex im Gehirn übertragen werden und dann über den Korpus callosum zum linken Sprachzentrum gelangen müssen. Im Gegensatz dazu müssen Wörter, die im rechten Gesichtsfeld dargestellt werden, den Corpus callosum nicht überqueren.

Die Ergebnisse des Tests korrelierten mit den Ergebnissen des Gehirns auf der Kernspintomographie. In der gesunden Kontrollgruppe entsprach die Reaktionszeit mehreren Diffusionsmaßnahmen im Milz, einem Bereich des Corpus callosum zwischen dem rechten visuellen Kortex und dem linken Sprachzentrum. Es wurde keine solche Korrelation bei Patienten mit einer Gehirnerschütterung gefunden, was auf mikrostrukturelle Veränderungen im Zusammenhang mit Verletzungen hindeutet.

„Wir haben einen Zusammenhang zwischen einer Verletzung der Mikrostruktur der weißen Substanz und dem klinischen Status des Patienten gesehen. Diese Informationen könnten letztendlich bei der Behandlung von Patienten mit leichten traumatischen Hirnverletzungen helfen“, findet Dr. Wegener.

Zum Beispiel könnten nach Meinung der Forscher sich Patienten unmittelbar nach einem Schädel-Hirn-Trauma (Gehirnerschütterung) einer MRT unterziehen, um zu sehen, ob sie eine klinisch relevante Verletzung der weißen Substanz erlitten haben und somit von einer Frühintervention profitieren können.

Eine weitere Möglichkeit wäre die Verwendung der MRT, um das Gehirn der Patienten während der Behandlung zu untersuchen und die Mikrostruktur zu überwachen, um zu sehen, ob es eine behandlungsbedingte Reaktion gibt.

Die Co-Autoren der Forschungsarbeit sind Dr. Joshua Bacon, Dr. Sohae Chung, Dr. Xiuyuan Wang, M.S., Tamar Bacon, B.A., Joseph F. Rath, Dr. James S. Babb, Dr. D., und Yvonne W. Lui, M.D. Die Studie wurde von den National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke finanziert.

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