Einige Tiere besitzen beeindruckende Regenerationsfähigkeiten und können verlorene Gliedmaßen wie Beine oder Schwänze nachwachsen lassen. Fische und Salamander bilden sogar neue Gehirnzellen, um beschädigte Hirnteile zu reparieren. Beim Menschen als Säugetier ist diese Fähigkeit jedoch stark eingeschränkt, besonders im Gehirn.
"Niedere Wirbeltiere ersetzen Neuronen ihr Leben lang mit Leichtigkeit, Säugetiere tun das nicht", erklärt Prof. James Fawcett, renommierter Neurowissenschaftler an der University of Cambridge. "Wir hören weitgehend vor der Geburt auf, neue Neuronen zu bilden – abgesehen von ein oder zwei kleinen Bereichen des Nervensystems."
Ein Hautschnitt heilt durch Neubildung von Zellen, doch bei Hirnverletzungen funktioniert das nicht. Unser Gehirn muss mit den vorhandenen Neuronen arbeiten, die alle wesentlichen Informationen für Denken, Bewegen und Körperfunktionen speichern.
Gelegentliche Ausfälle einzelner Zellen sind unproblematisch, doch schwere Verletzungen hängen von Ausmaß, Art und Lokalisation ab. Das verbliebene Gehirn kann sich jedoch umstrukturieren – dank Neuroplastizität.
Stellen Sie sich das Gehirn wie eine Navigations-App vor: Bei gesperrter Route schlägt sie Alternativen vor, auch wenn sie länger sind. Ähnlich leitet das Gehirn Signale um, da Neuronen Tausende Verbindungen haben.
"Wir verlieren vielleicht ein oder zwei Hauptstraßen, aber theoretisch finden wir andere", sagt Mark Ashley, CEO des US-amerikanischen Center for Neuro Skills, das Patienten mit Hirn- und Rückenmarksverletzungen rehabilitiert.
Bei Verletzungen umgeht das Gehirn beschädigte Zellen durch Neubildung von Verbindungen, um Funktionen wiederherzustellen. Dies geschieht auch beim Lernen neuer Fähigkeiten; bei schweren Traumen kann es zu umfassender Umorganisation kommen, z. B. Hören über den Seh-Kortex.
Neuroplastizität basiert auf Neuronen, Gliazellen und Myelin – der Isolierschicht für schnelle Impulsleitung. Axone können neue Triebe bilden, wenn der Zellkörper intakt ist. Allerdings behindern Narbengewebe und reifungsbedingte genetische Programme die Regeneration, etwa bei Rückenmarksverletzungen.
"Ein genetisches Programm schaltet die Regeneration mit der Reifung aus", betont Fawcett. Sein Team erzielte Erfolge bei Mäusen und Ratten, doch beim Menschen sind Axone länger und schwieriger zu regenerieren.
Rehabilitationsprogramme nutzen die natürliche Neuroplastizität optimal aus – bis zu 17 Stunden täglich. Je intensiver, desto besser, da der "Funktionsbedarf" das Gehirn zum Umbau anregt, erklärt Ashley.
Unser Wissen übers Gehirn ist begrenzt: Frühe Prognosen per Bildgebung sind oft ungenau. "Sie liegen häufiger falsch als richtig", sagt Ashley. Mit adäquater Therapie überraschen Patienten positiv.
- Dieser Artikel erschien zuerst in Ausgabe 370 des BBC Science Focus Magazine.