Jeder Fan von Ärzte- oder Krankenhausserien kennen die dramatischen Szenen, in denen Ärzte ausgerüstet mit Medikamenten und einem Defibrillator um das Leben eines Menschen kämpfen. Die kardiale Reanimation gehört in der Medizin zu den gängigen Maßnahmen, weshalb ein Mensch auch nicht direkt nach dem Stillstand seines Herzens als tot gilt. Anders sieht es mit dem Hirntod aus, der in der Medizin als Todeszeitpunkt anerkannt ist. Wissenschaftler rund um den Hirnforscher Nenad Sestan von der Yale School of Medicine haben nun mit einem Experiment für Aufsehen erregt, bei dem sie tote Schweinehirne mehrere Stunden nach ihrem Tod teilweise reanimieren konnten.


Bild: Stefano G. Daniele & Zvonimir Vrselja; Sestan Laboratory; Yale School of Medicine

BrainEx: Perfusionsmaschine versorgt Schweinehirne

Früher galt der Herz- und Atemstillstand als eindeutiges Kriterium für den Tod des Menschen. Heute wird dafür die Hirntod-Definition herangezogen, da das Gehirn im Gegensatz zum Rest des menschlichen Organismus nicht durch Maschinen künstlich am Leben gehalten werden kann.

Wenige Minuten ohne Sauerstoffversorgung reichen aus, um die Nervenzellen im Gehirn sterben zu lassen. Nach dem Tod von genug Nervenzellen kommt es zu einem irreparablen Ausfall wichtiger Hirnfunktionen – ein Zustand, der als Hirntod bezeichnet wird und der als nicht reversibel gilt.


Ein Team rund um den Hirnforscher Nenad Sestan von der Yale School of Medicine haben nun jedoch mit einem Experiment für Aufsehen gesorgt, das Zweifel daran sät, ob der Hirntod wirklich irreversibel ist. Im Experiment gelang es den Forschern, Schweinehirne, die sie aus Schweinsköpfen aus Schlachthöfen herausoperiert haben, teilweise wieder zu reanimieren. Das Team hat eine spezielle Perfusionsmaschine namens „BrainEx“ entwickelt, mit dem sie dann 32 Gehirne von sechs bis acht Monaten alten Schweinen sechs Stunden lang bei Körpertemperatur mit einer Mischung aus künstlichem Blut und Nährstoffen versorgten. Und obwohl die Behandlung vier Stunden nach dem Tod der Tiere begonnen hatte, konnten einige Hirnaktivitäten wieder hergestellt werden.

Forscher wiesen eingeschränkte Hirntätigkeit nach

Durch den Einsatz der BrainEx-Maschine konnte sowohl der Sauerstoffhaushalt als auch die Energiebalance der Gehirne normalisiert und der Zelltod der Nervenzellen verlangsamt werden. Manche der Neuronen zeigten Zeichen von Funktionsfähigkeit, und vereinzelt konnten die Forscher sogar synaptische Aktivität bei Stimulation mit elektrischen Impulsen nachweisen. „ Das Gehirn scheint ein bisher unterschätztes Potenzial zur Wiederherstellung bestimmter molekularer und zellulärer Aktivitäten zu besitzen„, so Sestan.

Der Hoffnung auf die komplette Reanimation von Gehirnen sollte aber gleich ein Riegel vorgeschoben werden. Denn Hinweise auf globale Hirnaktivitäten und damit komplexere Hirnaktivitäten und -funktionen fanden die Forscher nicht. „ Zu keiner Zeit haben wir irgendeine Art von organisierter elektrophysiologischer Aktivität beobachtet, die auf ein normales Funktionieren des Gehirns mit Wahrnehmung und Bewusstsein hindeutet. Per klinischer Definition handelt es sich bei unseren Gehirnen nicht um lebende, aber um zellulär aktive Organe„, so Sestads Kollege Zvonimir Vrselja. Eine Ethikkommission hatte den Forschern vorher genauere Untersuchungen wie die Ableitung von EEG-Signalen verboten.

Wann ist das Gehirn wirklich tot?

Die Perfusionsmethode könnte in Zukunft zum Einsatz kommen, um die Funktionsweise des Gehirns an toten Säugetierorganen besser erforschen zu können. Klinische Anwendungen für die Methode ergeben sich zum aktuellen Stand der Forschung noch nicht. Allerdings vermutet das Team, dass es eines Tages möglich sein könnte, mit der BrainEx-Methode Hirnschäden zu behandeln – etwa nach einem Schlaganfall.

Neben den wissenschaftlichen Erkenntnissen wirft die Studie der Forscher auch ethische Probleme im Zusammenhang mit der Frage auf, wann ein Gehirn wirklich tot ist. Der Hirntod ist in Deutschland und vielen anderen Ländern das entscheidende Kriterium bei der Organentnahme zwecks Transplantation: Nur bei einem hirntoten Patienten dürfen Mediziner Organe entnehmen.

Peter Dabrock, der Vorsitzende des Deutschen Ethikrats, hat dazu eine deutliche Meinung: „ Das Hirntodkriterium grundsätzlich in Frage zu stellen, scheint mir nach gegenwärtigem Kenntnisstand nicht richtig zu sein. Denn es zielte ja nie auf die zelluläre, sondern die funktional-systemische Ebene.“

Art der Veröffentlichung in der Kritik

Die Studie lässt die Frage, ob die Wiederherstellung des Gehirns auf höherer Ebene möglich ist, bewusst offen. Allerdings scheint dies auch eher unwahrscheinlich. Mehrere Mediziner und Wissenschaftler meldeten sich zu Wort und bezweifelten, dass eine globale Hirnfunktion nach mehreren Stunden ohne Sauerstoffversorgung wieder hergestellt werden können.

Ulrich Dirnagl von der Charité Berlin bezeichnete die Arbeit als methodisch gut gemacht, aber ohne Nutzen für die Wissenschaft. „ Schade, dass sowas dann tiefschürfende, aber unbegründete Diskussionen auslöst„, so der Forscher. Der Ethiker Dabrock wiederum kritisierte das Fachmagazin „Nature“, dass aus der Studie eine „sensationsheischende Story“ gemacht und den Eindruck erweckt habe, man könne Gehirne eines Tages komplett wiederbeleben, anstatt die Ergebnisse wissenschaftlich sachlich darzustellen.

Derartige Darstellungen könnten in der Bevölkerung zu weiteren Unsicherheiten im Zusammenhang mit der Beurteilung des Themas Organtransplantationen führen.

Unabhängig davon können die Forschungsergebnisse die Diskussion um den Tod erneut befeuern. Immerhin gibt es bei manchen Menschen die Urangst, dass tot doch nicht wirklich tot bedeutet„, ist auch der Medizinrechtler Jochen Taupitz von der Universität Heidelberg überzeugt.

via Yale University

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