Einige Tiere haben unglaubliche Regenerationsfähigkeiten und lassen neue Beine und Schwänze wachsen, um verlorene zu ersetzen. Fische und Salamander können sogar neue Gehirnzellen bilden, um beschädigte Teile ihres Gehirns zu reparieren. Als Säugetiere ist unsere Regenerationsfähigkeit jedoch eingeschränkter, insbesondere was das Gehirn betrifft.
„Niedere Wirbeltiere ersetzen Neuronen ihr ganzes Leben lang mit Freude, aber Säugetiere nicht“, erklärt James Fawcett, Neurowissenschaftler an der University of Cambridge. „Wir hören so ziemlich vor der Geburt auf, neue Neuronen zu bilden, mit Ausnahme von ein oder zwei kleinen Teilen des Nervensystems.“
Das bedeutet, dass wir zwar einen Schnitt an unserer Haut reparieren können, indem wir neue Hautzellen wachsen lassen, uns aber nicht auf die gleiche Weise von einer Hirnverletzung erholen können. Stattdessen besteht die einzige Option unseres Gehirns darin, mit den vorhandenen Neuronen zu arbeiten – Zellen, die alle Informationen enthalten, die wir zum Denken, Bewegen und Ausführen unserer normalen Körperfunktionen benötigen.
Wenn die eine oder andere Gehirnzelle hier oder da offline geht, ist das normalerweise kein Problem, aber die Auswirkungen einer schweren Gehirnverletzung hängen von der Art und dem Ort der Verletzung ab und davon, wie viele Neuronen verloren gegangen sind.
Was übrig bleibt, kann bis zu einem gewissen Grad umgebaut werden – das Gehirn hat das, was wir „Neuroplastizität“ nennen. Stellen Sie sich Ihr Gehirn vor, als wäre es Google Maps oder ein anderer Routenplaner. Wenn eine der Straßen auf der schnellsten Route ausgegraben wird, findet Google Maps eine andere Route, auch wenn es etwas länger dauert.
Da jede Gehirnzelle Tausende verschiedener Verbindungen hat, ist Ihr Gehirn in ähnlicher Weise in der Lage, seine Signalübertragung ziemlich umfassend umzuleiten, sagt Mark Ashley, CEO des in den USA ansässigen Center for Neuro Skills, das Patienten hilft, sich von Gehirn und Gehirn zu erholen Verletzungen des Rückenmarks. „Wir verlieren vielleicht ein oder zwei Highways oder mehrere Highways, aber theoretisch könnten wir andere Highways finden.“
Das bedeutet, wenn das Gehirn verletzt ist, kann es versuchen, die beschädigten Zellen zu umgehen, indem es neue Verbindungen zwischen Neuronen bildet, um die verlorenen Funktionen anzutreiben. Neuroplastische Prozesse treten auch beim Erlernen neuer Fähigkeiten auf, aber bei einer schweren Hirnverletzung kann dies zu einer dramatischen Umgestaltung führen, bis hin zur Übertragung ganzer Funktionen auf andere Teile des Gehirns – zum Beispiel das Hören über den visuellen Kortex und umgekehrt.
Die Neuroplastizität beruht auf den Nervenzellen selbst sowie auf Stützzellen, den sogenannten Gliazellen, die dabei helfen, neue Verbindungen herzustellen und Myelin zu reparieren, das die Schutzhülle um eine Nervenfaser ist, die Nervenimpulse beschleunigt.
Die Nervenfasern (Axone), die die Signale transportieren, haben auch eine gewisse Fähigkeit, neue Äste zu sprießen, wenn der Hauptkörper der Nervenzelle noch intakt ist. Wie Fawcett erklärt, wird die Regeneration von durchtrennten Nervenfasern jedoch, wie bei einer typischen Rückenmarksverletzung, durch die Bildung von Narbengewebe – das das Nachwachsen behindert – und durch normale Veränderungen während der Reifung, die sie daran hindern, ihre Axone zu regenerieren, eingeschränkt. P>
„Es gibt ein genetisches Programm, das mit der Reifung einhergeht und die Regeneration ausschaltet“, sagt Fawcett. Sein Forscherteam hat einige Fortschritte bei der Regeneration von Axonen im Rückenmark von Mäusen und Ratten gemacht, aber die Fasern sind viel länger und beim Menschen schwieriger nachzuwachsen.
Rehabilitationsprogramme konzentrieren sich darauf, das Beste aus der natürlichen Neuroplastizität des Gehirns herauszuholen, und können bis zu 17 Stunden Therapie pro Tag umfassen – je intensiver, desto besser, sagt Ashley, da dieser ständige „Funktionsbedarf“ das Gehirn zum Wiederaufbau anregt antworten.
Unser Verständnis des Gehirns ist jedoch so begrenzt, dass der Versuch, anhand der Bildgebung des Gehirns vorherzusagen, wie sich ein Patient erholen wird, vergeblich sein kann. „Ich bin der Meinung, dass die frühen Vorhersagen der Genesung viel eher falsch als richtig sind“, sagt Ashley, der hinzufügt, dass er oft „angenehm überrascht“ ist, was erreichbar ist, wenn er Zugang zur richtigen Behandlung hat.
- Dieser Artikel erschien zuerst in Ausgabe 370 des BBC Science Focus Magazine –