Die Frage, wie unsere Gene unser Leben bestimmen oder ob wir selbstbestimmt sind, ist ein zentrales Thema in der modernen Wissenschaft. In diesem Artikel werden die Auswirkungen der Augenabdeckung auf das Gehirn untersucht, wobei sowohl Forschungsergebnisse als auch ethische Aspekte berücksichtigt werden.
Die Rolle von Genen und Erfahrungen bei der Hirnentwicklung
Die Hirnentwicklung wird am Anfang durch Gene kontrolliert, dabei laufen Programme wie in einem Computer ab, es entstehen Nervenzellen und Verbindungen zwischen ihnen. Es entstehen Nervenzellen und Verbindungen zwischen ihnen. Trotzdem errichtet der genetische Code nur den Rohbau, aber das Haus ist nicht fertig. Es gibt kritische Phasen, in denen Eindrücke und Erfahrungen für bestimmte Bereiche entscheidend sind.
Das Affenexperiment: Ein Beispiel für die Plastizität des Gehirns
Ein berühmtes Experiment mit Affen verdeutlicht die Bedeutung von Erfahrungen für die Hirnentwicklung: Jungen Tieren wurde für eine gewisse Zeit ein Auge zugeklebt. Man konnte beobachten, wie die für dieses Auge zuständigen Bereiche im Gehirn kleiner, die für das offene Auge dagegen immer größer wurden. Interessant ist auch, dass der Effekt nicht eintritt, wenn man das Auge zu einem späteren Zeitpunkt in der Entwicklung des Tieres zuklebt.
Dieses Experiment zeigt, dass das Gehirn in jungen Jahren besonders plastisch ist und sich an die Umwelt anpassen kann. Die Bereiche des Gehirns, die für das Sehen mit dem zugeklebten Auge zuständig sind, werden weniger genutzt und entwickeln sich daher nicht so stark wie die Bereiche, die für das Sehen mit dem offenen Auge zuständig sind.
Okklusionstherapie beim Menschen
Dieses Wissen wird auch in der Humanmedizin genutzt. Bei der Okklusionstherapie wird bei Kindern mit Sehschwäche ein Auge abgeklebt, um das schwächere Auge zu trainieren. Wird die Zeit bis zum vollen Erwerb des Sehvermögens, etwa bis zum 10. Lebensjahr, nicht für eine Augenpflaster-Therapie genutzt, bleibt die Sehschwäche lebenslang bestehen und kann auch im späteren Leben nicht durch Abkleben der Augen, Lasern, eine Operation oder eine andere Art von Therapie geheilt werden. Umso wichtiger ist es, die Okklusionstherapie als Eltern gemeinsam mit Ihrem Kind konsequent durchzuführen und das Pflaster regelmäßig zu tragen.
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Tierversuche in der Hirnforschung: Ethische Bedenken
Tierversuche, wie das beschriebene Affenexperiment, sind in der Hirnforschung weit verbreitet. Sie dienen dazu, die Funktionsweise des Gehirns besser zu verstehen und neue Behandlungsmethoden für neurologische Erkrankungen zu entwickeln. Allerdings sind Tierversuche auch mit ethischen Bedenken verbunden, insbesondere wenn sie mit Leid und Schmerzen für die Tiere einhergehen.
Beispiele für Tierversuche in der Hirnforschung
Die Informationen, die der Benutzer zur Verfügung gestellt hat, geben Einblick in Tierversuche, die an verschiedenen Tieren durchgeführt wurden, darunter Ratten, Mäuse und Katzen. Diese Experimente umfassen eine Reihe invasiver Verfahren, die darauf abzielen, neurologische Funktionen zu untersuchen und Behandlungen für verschiedene Erkrankungen zu testen.
Rattenexperimente:
- Darmresektion: Bei Ratten wurde ein Teil des Dünndarms entfernt, um die Auswirkungen auf die Verdauung zu untersuchen. Acht Wochen nach der Operation werden die Tiere erneut betäubt und ein Schlauch in den Magen vorgeschoben. Nun wird ein Kontrastmittel verabreicht und die Passagezeit des Kontratsmittels durch den Darm durch Röngenaufnahmen untersucht. Zusätzlich werden die Tiere erneut operiert. Unter Narkose wird wieder der Bauchraum geöffnet, die operierte Darmstelle freigelegt, mit einer Plastikkanüle geschiene und eine physiologische Nährlösung verabreicht. Anschliessend wird der Bauch zugeklebt. Direkt nach der Perfusion des Darms wird Blut aus der Pfortader (zur Leber führende Vene) entnommen und die Konzentration des Verdauungshormons Gastrin gemessen.
- Schlaganfallforschung: Bei Ratten wurde experimentell ein Schlaganfall erzeugt, indem die mittlere Gehirnarterie verschlossen wurde. Nach dem experimentell erzeugten Schaganfall werden die Tiere in mehrere Gruppen eingeteilt. Eine Gruppe erhält als Therapie nur eine Salzlösung, die anderen das zu testende Medikament als Infusion und als Injektion innerhalb eines Zeitraums von 12 Stunden. Nach 24 bzw. Die Tiere werden künstlich beatmet. In die Schwanzarterie wird ein Schlauch zur Überwachung der Kreislaufparameter und der Blutwerte gelegt. Zur Beurteilung der Durchblutung des Gehirnes wird über beiden Gehirnhälften ein Loch in die Schädeldecke gebohrt und ein Messgerät eingebracht. Eine Minderdurchblutung des Gehirns wird herbeigeführt, indem die rechte Halsschlagader freigelegt und von dort aus ein Faden in das Gehirn vorgeschoben wird, bis die zuvor angebrachten Messgeräte einen starken Abfall der Durchblutung anzeigen. Dieser Zustand wird für 90 Minuten aufrechterhalten. Anschließend folgt die Behandlung entsprechend der Behandlungsgruppe, der die Tiere zugeordnet wurden. So wird zum Beispiel eine Gruppe medikamentös behandelt, wohingegen bei einer anderen künstlich eine Unterkühlung durch Lagerung auf Eis herbeigeführt wird. Danach wird der Defektzustand der Ratten durch mehrere Tests beurteilt, wie z.B. das Laufen über einen Holzbalken oder das Festhalten an einem Stahldraht. Sieben Tage nach der Erzeugung der Minderdurchblutung werden die Ratten erneut narkotisiert und über das Herz mit einem Konservierungsmittel durchblutet.
- Messung der Dopaminkonzentration: Unter Betäubung wird den Tieren über bestimmten Gebieten des Gehirns beidseitig eine Leitkanüle (Hohlnadel aus Stahl) eingepflanzt. Durch Anker-Schrauben und Acryl-Zement werden diese Kanülen an der freigelegten Schädeldecke befestigt. Nach einer Erholungsphase von 7 Tagen werden unter kurzer Betäubung Sonden durch die Leitkanülen in das Gehirn eingebracht. Über diese Sonden werden im Folgenden die Konzentrationen einer physiologischen Substanz (Dopamin) im Gehirn gemessen. Dies geschieht unter Ruhebedingungen und unter Stress, der durch Anstoßen der Ratten mit einem Lineal herbeigeführt wird.
- Bestrahlung des Gehirns: Der Körper und die Nasenspitze werden durch Bleiplatten geschützt, während der Bereich, in dem das Gehirn liegt, mit unterschiedlichen Strahlendosen einer Cobalt-60-Strahlenquelle bestrahlt wird. Einem Teil der Tiere wurde vorher ein Katheter (Schlauch) in die Halsvene gelegt, um häufiger Blut für Hormonanalysen abnehmen zu können.
- Untersuchung der Wirkung von Substanzen auf das Gehirn: Beide Hauptschlagadern des Halses werden abgebunden. Nach zehn Minuten wird eine Substanz, die den Abbau von Gehirnzellen bei Minderdurchblutung vermindern soll, in unterschiedlichen Konzentrationen in einen Hohlraum der rechten Gehirnhälfte gespritzt. Ferner wird zur Verstärkung der Minderdurchblutung der Blutdruck durch Ablassen von Blut aus der Beinarterie reduziert. Unter Anästhesie wird die Schädeldecke eröffnet und eine Kammer mit 8 mm Durchmesser auf die Schädeldecke geschraubt, wobei die harte Hirnhaut intakt bleibt. Nun werden Messelektroden bis in das Gehirn vorgeschoben und dem wachen Tier über einen Computer-Bildschirm visuelle Reize unterschiedlicher Frequenz geboten.
Mäuseexperimente:
- Schmerzmittelforschung: Die Wirksamkeit des Schmerzmittels wird überprüft, indem die Mäuse zu verschiedenen Zeitpunkten nach Verabreichung des Schmerzmittels auf eine 55 Grad heiße Platte gesetzt werden und die Zeit, bis sie eine Pfote wegziehen, gemessen wird. Bei einem Teil der Tiere wird die Konzentration des Schmerzmittels im Blut nach Injektion einer bestimmten Dosis in die Bauchhöhle bestimmt. Dazu wird den Tieren Blut aus hinter dem Auge befindlichen Blutgefäßen entnommen.
Katzenexperimente:
- Visuelle Deprivation: So werden seit Jahrzehnten Katzen herangezogen, um die Nervenverschaltungen im Gehirn beim Sehen zu ergründen. Die Tiere werden unter Flackerlicht aufgezogen, ihnen werden die Augen zugeklebt oder zugenäht oder sie müssen sich Bilder angucken, während in ihrem Gehirn Nervenströme gemessen werden. Ziel ist es, einen weiteren Artikel in einer Fachzeitschrift zu veröffentlichen, mit dem der Experimentator Forschungsgelder akquirieren kann, um neue Tierversuche zu machen.
- Hörforschung: Im Alter von 2-4 Jahren werden diese Messungen wiederholt. Dann wird den Katzen unter Narkose beidseitig ein Cochlea-Implantat implantiert, eine Hörprothese für Gehörlose. Die hörenden Katzen werden ertaubt, indem das Antibiotikum Neomycin beidseitig in die Hörschnecke im Innenohr gespritzt wird. Dadurch werden die feinen Haarzellen im Innenohr zerstört. Dann wird der Schädel großflächig geöffnet und Elektroden werden platziert. Damit das Gehirn nicht austrocknet oder unterkühlt, wird es mit Silikon, Agar und „Knochenwachs“ abgedeckt. Die Cochlea-Implantate werden elektrisch stimuliert und mit den Elektroden die Nervenaktivitäten in verschiedenen Hirnregionen aufgezeichnet. Diese Versuche dauern mindestens 12 Stunden.
- Untersuchung der Reaktion auf Kätzchenlaute: Die Katzen werden in einen speziellen Experimentierkäfig gesetzt. Über einen Lautsprecher, der genau hinter ihnen positioniert ist, werden ihnen Laute von jungen Kätzchen vorgespielt. Die Reaktion des Tieres wird auf Video aufgenommen und analysiert. Menschen und andere Säugetiere drehen bei einem Geräusch genau hinter ihnen den Kopf eher nach rechts.
Kritik an Tierversuchen
Solche Experimente werfen wichtige ethische Fragen auf. Kritiker argumentieren, dass die Vorteile solcher Versuche nicht die Kosten für das Wohlergehen der Tiere rechtfertigen. Die "Ärzte gegen Tierversuche" erheben derweil neue Vorwürfe, wieder steht der Name Volkswagen im Mittelpunkt. Diesmal geht es um die Volkswagen-Stiftung, die laut den Experten "qualvolle und absurde Tierversuche in Deutschland" finanziert hat. So seien in der Vergangenheit bei Experimenten Rotkehlchen und anderen wild gefangenen Singvögeln die Augen zugeklebt worden, um ihren Orientierungssinn in verschiedenen magnetischen Feldern zu erforschen. Anschließend seien die Vögel köpft worden, berichten die "Ärzte gegen Tierversuche".
Alternativen zu Tierversuchen
Um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten, ist es erforderlich, eine Forschung zu etablieren, die sich am Menschen orientiert. Durch Bevölkerungsstudien mit vergleichender Beobachtung von gesunden und kranken Menschen sowie Ursachenforschung können wertvolle Erkenntnisse gewonnen werden. Wirkstoffe können an menschlichen Zellen und Geweben getestet werden. Mit Hilfe von Multi-Organ-Chips, bei denen Organe im Miniformat nachgestellt und zusammengeschaltet werden, lassen sich Substanzen wie in einer Art Minimensch testen, was für den Menschen relevante Aussagen über die Wirksamkeit und möglicherweise schädliche Auswirkungen erlaubt.
Das Zusammenspiel von Genen und Umwelt
Die Forschung zeigt, dass Gene und Umwelt in einem komplexen Zusammenspiel die Entwicklung und Funktion des Gehirns beeinflussen. Gene legen den Grundstein, aber Erfahrungen und Umweltfaktoren formen das Gehirn weiter.
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Epigenetik: Die Vererbung von Erfahrungen
Die Epigenetik zeigt, dass Erfahrungen sogar an die nächste Generation weitergegeben werden können. Man hat nachgewiesen, dass die Nachfahren ein erhöhtes Risiko für Fettleibigkeit, Diabetes und Bluthochdruck haben. Die Spermien und Eizellen haben damals also bereits die Information bekommen, dass Essen ein knappes Gut ist.
Die Bedeutung von Erziehung und Förderung
Der Rest liegt wirklich in der Erziehung. Deshalb ist Trägheit hier der falsche Weg. Man kann sehr gut messen und im Gehirn sehen, welchen positiven Effekt es hat, wenn man Kinder mit bestimmten Eindrücken konfrontiert.
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