Frontiers for Young Minds

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Abstract

Unser Gehirn ist unglaublich. Sie ermöglichen es uns, zu sprechen, zu denken, uns zu bewegen und vieles mehr. Die Verbindungen in unseren Gehirnen bilden ein komplexes Netzwerk, das leistungsfähiger ist als der beste Computer, der je gebaut wurde. Doch was passiert, wenn ein Teil dieses Netzwerks beschädigt wird? Welche Folgen hat das, und wie kann sich das Gehirn reparieren und erholen? In diesem Artikel befassen wir uns mit einer häufigen Hirnverletzung – dem Schlaganfall. Wir erörtern, wie es zu einem Schlaganfall kommt, welche Beeinträchtigungen durch einen Schlaganfall verursacht werden und wie das Gehirn beginnt, sich so gut wie möglich zu reparieren und zu erholen. Schließlich stellen wir fünf wichtige Punkte vor, die Therapeuten beachten sollten, wenn sie einem Patienten bei der Genesung nach einem Schlaganfall helfen.

Was ist ein Schlaganfall?

Bei einem Schlaganfall wird ein Bereich des Gehirns nicht mehr mit Sauerstoff versorgt, und die Gehirnzellen in diesem Bereich des Gehirns beginnen abzusterben. Es gibt zwei Möglichkeiten, wie dies geschehen kann. Die häufigste ist eine Verstopfung oder ein Blutgerinnsel. Diese Art von Schlaganfall wird als „ischämischer“ (ausgesprochen „iss-skee-mick“) Schlaganfall bezeichnet. Um einen ischämischen Schlaganfall besser zu verstehen, stellen Sie sich die Blutgefäße in Ihrem Gehirn wie eine Eisenbahn vor, die Dörfer und Städte mit Lebensmitteln versorgt, um die Menschen am Leben zu erhalten (siehe Abbildung 1 – links). Die Züge, die auf der Eisenbahn fahren, transportieren eine Menge Lebensmittel in die Dörfer, so wie die Blutgefäße im Körper Sauerstoff zu den Gehirnzellen transportieren. Ein ischämischer Schlaganfall tritt auf, wenn ein Blutgefäß (oder eine Eisenbahn), die sauerstoffreiches Blut (Nahrung) transportiert, durch ein Gerinnsel (einen Felsbrocken) verstopft wird, so dass die Gehirnzellen (oder Dörfer), die auf den Sauerstoff aus diesem Blutgefäß angewiesen sind, langsam verhungern und absterben.

Abbildung 1 - Ein Schlaganfall kann auf zwei Arten auftreten.
  • Abbildung 1 – Ein Schlaganfall kann auf zwei Arten auftreten.
  • Die Bilder auf der linken Seite zeigen einen ischämischen Schlaganfall. Die Bilder auf der rechten Seite zeigen einen hämorrhagischen Schlaganfall. Um besser zu verstehen, wie ein Schlaganfall entsteht, verwenden die oberen Bilder eine Eisenbahn, die ein Dorf mit Lebensmitteln versorgt, als Analogie für die Art und Weise, wie Blutgefäße im Gehirn die Gehirnzellen mit Sauerstoff versorgen. Eisenbahn, Blutgefäß; Zug, rote Blutkörperchen; Nahrung, Sauerstoff; Dorf, Gehirnzellen; Felsbrocken, Blutgerinnsel.

Ein „hämorrhagischer“ (ausgesprochen „hem-or-adge-ick“) Schlaganfall oder eine Hirnblutung ist die andere Art von Schlaganfall, und auch die lebensbedrohlichste (siehe Abbildung 1 – rechts). Ein hämorrhagischer Schlaganfall tritt auf, wenn ein schwacher Teil eines Blutgefäßes reißt und dadurch Blut in das Gehirn eindringt (wie bei einem defekten Gleis, das den Zug entgleisen und zum Absturz bringen lässt). Infolgedessen werden Bereiche des Gehirns mit Sauerstoff unterversorgt, da das ausgetretene Blut in andere Bereiche des Gehirns überläuft. Das ausgetretene Blut führt zu einem Druckaufbau im Schädel und im Gehirn, wodurch die Gehirnzellen weiter geschädigt werden.

Was sind die Folgen eines Schlaganfalls?

Die Symptome eines Schlaganfalls sind vielfältig und hängen davon ab, welcher Bereich des Gehirns betroffen ist. Wie in Abbildung 2 dargestellt, ist das Gehirn in verschiedene Bereiche unterteilt, die bestimmte Funktionen steuern. Wenn also ein Schlaganfall einen Bereich des Gehirns schädigt, hängen die Symptome des Patienten mit der Funktion zusammen, die von diesem Bereich des Gehirns gesteuert wird. Wenn beispielsweise der Bereich des Gehirns, der die Armbewegungen steuert (auch bekannt als motorischer Kortex), durch einen Schlaganfall mit zu wenig Sauerstoff versorgt wird, sind Probleme mit dem Arm zu erwarten, wie Schwäche oder sogar eine vollständige Lähmung. Wenn dagegen der Bereich des Gehirns, der das Sehen steuert (auch als visueller Kortex bezeichnet), vom Schlaganfall betroffen ist, dann würde man erwarten, dass der Patient Sehprobleme hat.

Abbildung 2 - (A) Ansicht des Gehirns von vorne.
  • Abbildung 2 – (A) Ansicht des Gehirns von vorne.
  • Hier sieht man die beiden Seiten (oder Hemisphären) des Gehirns. (B) Das Gehirn ist in Bereiche unterteilt, die bestimmte Funktionen steuern oder unterstützen. Kannst du in diesem Bild den motorischen Kortex finden? Der motorische Kortex steuert Bewegungen und befindet sich neben dem „motorischen Assoziationsbereich“, der bei der Planung von Bewegungen hilft. Kannst du den visuellen Kortex finden? Der visuelle Kortex steuert das Sehen und lässt uns interpretieren, was wir mit unseren Augen sehen. Der auditorische Kortex steuert, was wir hören, und befindet sich neben den Bereichen, die unsere Sprache steuern. Außerdem gibt es den frontalen Kortex an der Vorderseite des Gehirns, der das Verhalten und die Art und Weise, wie wir denken oder Entscheidungen treffen, steuert. Kannst du den Bereich finden, in dem wir interpretieren, was wir fühlen oder berühren? Dieser Bereich wird sensorischer Kortex genannt. Bilder von Blausen.com.

Wusstest du, dass dein Gehirn aus zwei Seiten besteht (der linken und der rechten Hemisphäre, siehe Abbildung 2A) und dass jede Seite des Gehirns die gegenüberliegende Seite des Körpers steuert? Wenn also der motorische Bereich auf der linken Seite des Gehirns geschädigt ist, sind die Bewegungen auf der rechten Seite des Körpers beeinträchtigt (siehe Abbildung 3A). Oder wenn der Schlaganfall den rechten visuellen Kortex schädigt, dann wäre die Fähigkeit, nach links zu sehen, beeinträchtigt (siehe Abbildung 3B).

Abbildung 3 - Zwei häufige Beeinträchtigungen nach einem Schlaganfall sind dargestellt.
  • Abbildung 3 – Zwei häufige Beeinträchtigungen nach einem Schlaganfall sind dargestellt.
  • In (A) hat eine Person mit Hemiparese (halber Lähmung) Probleme mit dem rechten Arm, dem rechten Bein und der rechten Seite des Mundes. Können Sie angesichts der Tatsache, dass die linke Gehirnhälfte die rechte Körperhälfte steuert, sagen, auf welcher Seite des Gehirns der Schlaganfall aufgetreten ist? In (B) ist das Sehvermögen einer Person mit Hemianopie (halber Blindheit) dargestellt. Diese Person hat die rechte Hälfte ihres Sehvermögens verloren. Können Sie erraten, auf welcher Seite des Gehirns der Schlaganfall stattgefunden hat? In beiden Fällen wäre der Schlaganfall auf der linken Seite des Gehirns aufgetreten, was zu Beeinträchtigungen auf der rechten Körperseite geführt hat.

Welche Behandlungen gibt es nach einem Schlaganfall?

Zunächst müssen die Ärzte feststellen, welche Art von Schlaganfall aufgetreten ist. Das ist wichtig, denn jede Art von Schlaganfall erfordert eine andere Behandlung. Mit Hilfe von Hirnscannern müssen die Ärzte feststellen, ob eine Blutung oder eine Verstopfung die Symptome des Patienten verursacht.

Wird eine Verstopfung (ischämischer Schlaganfall) festgestellt, besteht das Ziel der Behandlung darin, das Blutgerinnsel zu entfernen. (Deshalb heißen diese Behandlungen Gerinnungshemmer!) Dem Patienten werden gerinnungshemmende Medikamente verabreicht, um das Gerinnsel, das die Verstopfung verursacht, abzubauen und aufzulösen. Alternativ kann ein chirurgischer Eingriff vorgenommen werden, bei dem ein Draht in das Blutgefäß vorgeschoben wird, um das Gerinnsel herauszuziehen.

Wird eine Blutung (hämorrhagischer Schlaganfall) festgestellt, besteht das Ziel der Behandlung darin, die Blutung zu stoppen und den Druck, der sich im Schädel aufbaut, zu verringern. Eine Blutung wird in den meisten Fällen mit Medikamenten behandelt, die den Blutdruck und die Blutung im Gehirn verringern. In einigen Fällen kann ein chirurgischer Eingriff erforderlich sein, um ein Loch in den Schädel zu bohren und den Druck auf das Gehirn zu verringern. Eine andere Möglichkeit der Operation besteht darin, eine Klammer um den gebrochenen Teil des Blutgefäßes zu legen, um es abzuschnüren und die Blutung zu stoppen.

Wenn bei einer Person der Verdacht auf einen Schlaganfall besteht, müssen die Ärzte schnell handeln, um den normalen Blutfluss und den normalen Druck im Gehirn wiederherzustellen. Je schneller sich der Blutfluss wieder normalisiert, desto größer ist die Chance, dass mehr Gehirnzellen gerettet werden können.

Erholung nach einem Schlaganfall

In den Tagen und Wochen nach einem Schlaganfall laufen viele biologische Prozesse im Gehirn auf natürliche Weise oder „spontan“ ab. Diese Prozesse (1) reparieren Neuronen und andere Gehirnzellen, die verletzt wurden, aber nicht abgestorben sind, und (2) säubern und entfernen abgestorbene Gehirnzellen.

Der nächste Schritt im Genesungsprozess erfordert, dass das Gehirn den beschädigten Bereich umstrukturiert und repariert. Dieser wichtige Prozess wird als Neuroplastizität bezeichnet. Neuroplastizität ist die Fähigkeit des Gehirns, sich zu verändern, zu lernen und neu zu lernen. Interessanterweise glaubten Wissenschaftler früher, dass Neuroplastizität nur bei Säuglingen auftritt, wenn sich ihr Gehirn im Laufe der Kindheit entwickelt. Heute weiß man jedoch, dass sich das Gehirn während unseres gesamten Lebens ständig verändert. Neuroplastizität kann durch die Veränderung der Verbindungen zwischen den Gehirnzellen im Gehirn entstehen, z. B. durch die Verbesserung der Stärke einer Verbindung, die Erhöhung oder Verringerung der Anzahl der Verbindungen oder die Änderung der Funktion einer Verbindung. In einigen Fällen kann die Neuroplastizität auch die Bildung neuer Neuronen beinhalten (ein Prozess, der als Neurogenese bekannt ist). Es sind jedoch noch weitere Forschungsarbeiten erforderlich, um herauszufinden, inwieweit die Neurogenese zur Genesung nach einem Schlaganfall beiträgt.

Fünf Tipps zur Verbesserung der Neuroplastizität und der Genesung nach einem Schlaganfall

Neuroplastizität, d. h. die Fähigkeit des Gehirns, sich zu verändern, ist das Schlüsselprinzip, nach dem Therapeuten Rehabilitationsprogramme für Patienten konzipieren und durchführen. Normalerweise besteht das erste Ziel der Rehabilitation darin, den Patienten zu helfen, wieder so zu werden wie vor dem Schlaganfall. Leider ist dies nicht immer möglich, so dass für einige Schlaganfallüberlebende das Ziel der Therapie darin besteht, eine neue Art und Weise zu finden, Dinge zu tun.

Nachfolgend finden Sie fünf wichtige Tipps zur Neuroplastizität, die Therapeuten bei der Behandlung eines Patienten berücksichtigen müssen (basierend auf dem Artikel von Kleim und Jones).

Tipp 1: „Use It or Lose It“

Ein gesundes Gehirn behält Verbindungen bei, die häufig benutzt werden, und „räumt“ Verbindungen auf, die über einen bestimmten Zeitraum nicht benutzt werden. Wie bei einem Muskel werden die Zellen schwächer, wenn man sie nicht genug benutzt. Auf der Grundlage dieser Regel ermutigen Therapeuten die Patienten, die beeinträchtigte Gliedmaße immer wieder zu bewegen, um zu verhindern, dass die Verbindungen im Gehirn verloren gehen.

Tipp 2: „Benutze und verbessere es“

Wenn man eine Aufgabe ausführt und sie immer wieder übt, wird das gleiche Netzwerk von Verbindungen im Gehirn immer wieder aktiviert. Die wiederholte Aktivierung dieses Netzwerks führt dazu, dass es gestärkt wird und effizienter arbeitet, was letztlich zu einer besseren Leistung bei der Aufgabe führt. Wenn Sie beispielsweise das Spielen eines Instruments üben, wird Ihre Leistung mit zunehmender Übung besser, da das Netzwerk von Verbindungen in Ihrem Gehirn, das Sie zum Spielen Ihres Instruments nutzen, gestärkt wird. Therapeuten ermutigen Patienten, ihre Übungen weiter zu üben und ihre beeinträchtigte Seite zu nutzen, da dies zu positiven Veränderungen in diesen spezifischen Gehirnnetzwerken führt.

Tipp 3 – „Spezifisch üben“

Rehabilitationsübungen sollten spezifisch für die Aufgabe oder Funktion sein, die der Patient verbessern möchte. Wenn Sie den Bereich des Gehirns verändern wollen, der den Arm steuert, müssen Sie üben, Aufgaben mit dem Arm auszuführen. Wenn Sie die Funktion des linken Beins verbessern wollen, sollten Sie Übungen für das linke Bein durchführen. Wenn der Patient Probleme hat, eine Gabel zu halten, dann wird der Therapeut spezielle Übungen machen, die die Position der Hand nachahmen, während sie eine Gabel hält.

Tipp 4 „Wiederholtes Üben“

Damit sich das Gehirn verändern kann, müssen viele Wiederholungen einer Aufgabe durchgeführt werden. Wenn Sie zum Beispiel Jonglieren lernen würden, wäre Ihre Fähigkeit zu jonglieren besser, wenn Sie dreimal oder 30-mal üben würden? Das Gleiche gilt für die Therapie nach einem Schlaganfall: je mehr Wiederholungen, desto besser! Therapeuten ermutigen Patienten, wiederholt zu üben und ihre Übungen zu Hause fortzusetzen. Je mehr Wiederholungen der Patient jeden Tag üben kann, desto schneller passt sich das Gehirn an und lernt.

Tipp 5 „Intensiv üben“

Es ist auch wichtig, dass der Patient intensiv übt. Dies kann durch viele Wiederholungen oder Aufgaben erreicht werden, die eine Herausforderung darstellen. Wie beim Training für einen Langstreckenlauf beginnt man vielleicht zunächst mit kurzen Strecken, aber um besser zu werden, muss man seine Muskeln dazu bringen, härter zu arbeiten und länger zu laufen als zuvor. Das Gleiche gilt für das Gehirn. Um die Netzwerke im Gehirn zu verändern, fordern Therapeuten den Patienten auf, härter zu arbeiten und jedes Mal ein bisschen mehr zu erreichen.

Zusammenfassung

Ein Schlaganfall tritt auf, wenn ein Bereich des Gehirns durch eine Blockade oder eine Blutung im Gehirn mit Sauerstoff unterversorgt wird. Die Nachwirkungen eines Schlaganfalls hängen davon ab, welcher Bereich des Gehirns betroffen ist. Die Neuroplastizität ist der Prozess, der es dem Gehirn ermöglicht, sich von einem Schlaganfall zu erholen. Therapeuten entwerfen Rehabilitationsprogramme, die auf den Erkenntnissen über die Neuroplastizität beruhen, mit dem Ziel, den Patienten wieder in die Normalität zurückzuführen. Die fünf oben erläuterten Tipps sind wesentliche Grundsätze für die Schlaganfall-Rehabilitation.

Glossar

Schlaganfall: Wenn ein Bereich des Gehirns durch Sauerstoffmangel geschädigt wird. Von einem ischämischen Schlaganfall spricht man, wenn eine Verstopfung vorliegt, von einem hämorrhagischen Schlaganfall, wenn es zu einer Blutung im Gehirn kommt.

Blutgefäße: Sie transportieren das Blut durch den Körper. Es gibt verschiedene Arten von Blutgefäßen, z. B. Arterien, die sauerstoffreiches Blut zum Gehirn transportieren, oder Venen, die das Blut vom Gehirn zur Lunge transportieren, um es mit Sauerstoff aufzuladen.

Neuron: Spezialisierte Gehirnzelle, die durch ihre vielen Verbindungen Informationen berechnet und weitergibt. Neuronen stellen Verbindungen mit anderen Neuronen her, um Netzwerke zu bilden, die bestimmte Funktionen steuern.

Neuroplastizität: Die Fähigkeit des Gehirns, sich anzupassen und zu verändern.

Rehabilitation: Wiederherstellung der Gesundheit einer Person durch Training und Therapie.

Erklärung zu Interessenkonflikten

Der Autor erklärt, dass die Forschung in Abwesenheit von kommerziellen oder finanziellen Beziehungen durchgeführt wurde, die als potenzieller Interessenkonflikt ausgelegt werden könnten.