Das menschliche Gehirn ist ein komplexes und faszinierendes Organ. Eine der bemerkenswertesten Eigenschaften des Gehirns ist seine Plastizität, die Fähigkeit, sich im Laufe des Lebens zu verändern und anzupassen. Diese Anpassungsfähigkeit ermöglicht es dem Gehirn, sich an neue Erfahrungen anzupassen, neue Fähigkeiten zu erlernen und sich von Verletzungen zu erholen. Eine zentrale Frage in der Neurowissenschaft ist, inwieweit Nerven im Gehirn von einer Seite zur anderen verlegt werden können, insbesondere im Zusammenhang mit der Behandlung von Erkrankungen und Verletzungen des zentralen Nervensystems (ZNS).
Hydrozephalus und Shunt-Systeme
Ein wichtiger Aspekt, der im Zusammenhang mit der Verlagerung von Nerven im Gehirn betrachtet werden muss, ist der Hydrozephalus, auch bekannt als Wasserkopf. Ein Hydrozephalus entsteht, wenn der Abfluss des Nervenwassers (Gehirn-Rückenmark-Flüssigkeit) behindert wird. Dies kann durch verschiedene Faktoren verursacht werden, darunter ZNS-Tumoren, die aufgrund ihrer Größe und Lage den Abfluss des Nervenwassers behindern. Die Folge ist eine krankhafte Ansammlung von Nervenwasser in den Hirnkammern (Hirnventrikel), was zu einem erhöhten Druck im Schädelinneren führt.
Zur Behandlung eines Hydrozephalus werden häufig Shunt-Systeme eingesetzt. Ein Shunt ist ein Schlauchsystem, das das überschüssige Nervenwasser ableitet und so den Druck im Schädelinneren reduziert. Komplikationen bei Shunt-Systemen können jedoch auftreten, darunter:
- Unterdrainage: Hierbei wird zu wenig Nervenwasser drainiert, was zu einem Anstieg des Drucks im Schädelinneren führt.
- Überdrainage: Hierbei wird mehr Nervenwasser drainiert als produziert, was zu Unterdruck im Schädelinneren führt.
- Infektionen: Diese können durch den Einschluss von Bakterien während der Shuntimplantation oder durch Besiedelung des Drainagesystems infolge einer anderen Infektion verursacht werden.
- Schlitzventrikelsyndrom: Dabei werden die Hirnkammern aufgrund der langen Überdrainage so eng, dass der Drainageschlauch sich an deren Wand anlegt und daher plötzlich, wie verstopft, gar nicht mehr drainieren kann.
Die Anzeichen für eine Shunt-Fehlfunktion können anfangs an einen banalen Virusinfekt erinnern und deswegen leicht übersehen oder fehleingeschätzt werden. Es ist daher wichtig, dass Patienten mit einem Shunt-System regelmäßig von einem Neurochirurgen und einem Augenarzt untersucht werden, um sicherzustellen, dass der Sehnerv intakt ist und das Shunt-System ordnungsgemäß funktioniert.
Arachnoidalzysten und ihre Behandlung
Eine weitere Erkrankung, die im Zusammenhang mit der Verlagerung von Nerven im Gehirn relevant ist, sind Arachnoidalzysten. Arachnoidalzysten sind angeborene gutartige Hohlräume, die mit Nervenwasser gefüllt sind und eine Duplikatur der Arachnoidea (Spinnengewebshaut, innerste Hüllschicht des Gehirns, weiche Hirnhaut) darstellen. Sie können überall im Gehirn vorkommen und in etwa 10-20 % der Fälle mit klinischen Symptomen einhergehen, die auf den Druck der Zyste auf das umliegende Hirngewebe zurückzuführen sind. Das häufigste Symptom bei Arachnoidalzysten sind Kopfschmerzen.
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Die operative Behandlung von symptomatischen Arachnoidalzysten zielt darauf ab, eine Kommunikation zwischen Zyste und natürlicher Liquorzirkulation herzustellen. Ziel der Behandlung ist die Ableitung des Zysteninhaltes in die Hirnkammern (Ventrikel) oder in die basalen Zisternen, die ebenfalls Nervenwasser (Liquor) führen und ableiten. Dazu ist die Schaffung einer dauerhaften Verbindung von der Arachnoidalzyste zu den normalen Liquorräumen im Gehirn erforderlich. Diese Verbindung wird, wenn möglich, endoskopisch geschaffen.
Funktionelle Unterschiede der Hirnhemisphären
Die Unterschiede in der Funktionsweise zwischen der rechten und linken Hirnhemisphäre beeinflussen eine Vielzahl von Verhaltensweisen, Denkstrategien und Emotionen und können kausal in die Entstehung einiger psychiatrischer und neurologischer Erkrankungen eingreifen. Phylogenetisch liegt beim Menschen die Ursache für die extreme Spezialisierung der rechten Hemisphäre für räumlich-analoge und der linken Hemisphäre für zeitlich-sequentielle Aufgaben vermutlich im selben evolutionären Mechanismus wie der Wechsel zum aufrechten Gang. Anatomisch könnten die unterschiedlichen Arbeitsweisen in einer erhöhten Variabilität der Myelinisierung und Leitungsgeschwindigkeiten linkshemisphärischer intrakortikaler Nervenfasern liegen.
Verengungen der Nervenwurzelaustrittsöffnungen
Bei Verengungen der Nervenwurzelaustrittsöffnungen liegt ein weit verbreitetes Krankheitsbild vor, das auch jüngere Menschen betreffen kann. Meistens entstehen die Verengungen der Neuroforamina durch angeborene oder degenerative Prozesse, also Abnutzungserscheinungen der Bandscheiben und Gelenke, aber auch durch spezielle Gelenkerkrankungen wie Arthrose. Verengungen der Neuroforamina können beispielsweise durch einen Höhenverlust der Bandscheiben und damit verbundene Lageveränderungen der Wirbelkörper hervorgerufen werden. In der Folge können Nervenwurzelkanal und Neuroforamina enger werden und Reizungen oder auch eine Schädigung der Rückenmarksnerven verursachen, was zu erheblichen Beschwerden führt.
Nackenverspannungen
Nackenverspannungen entstehen hauptsächlich und am häufigsten durch Über- oder Fehlbeanspruchung der Muskulatur und sind das Ergebnis einer verspannten Muskulatur im Halsbereich. Auch durch kalte Zugluft oder falsches Liegen sowie durch Unfälle oder Verletzungen kann es zu Nackenschmerzen kommen.
Kompensation von Nervenzellverlust
Wissenschaftler des Instituts für Physiologie der Universitätsmedizin Mainz haben entschlüsselt, wie das Gehirn in der Lage ist, seine Funktion bei einem Verlust von Nervenzellen weitestgehend aufrechtzuerhalten. Bei Untersuchungen im Tiermodell fand das Forschungsteam heraus, dass sich neuronale Netzwerke in der Großhirnrinde innerhalb eines kurzen Zeitraums reorganisieren, indem andere Nervenzellen die Aufgaben der verlorenen Neuronen übernehmen. Diese neuen Erkenntnisse könnten die Grundlage für zukünftige Forschung zu natürlichen Alterungsprozessen und neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson bilden.
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Gedankenlesen auf der Basis von Hirnaktivität
Neue Forschung hat gezeigt, dass man die Gedanken einer Person mittels funktioneller Kernspintomographie sehr gut dekodieren und vorhersagen kann. Solches „Gedankenlesen“ auf der Basis von Hirnaktivität kann Aufschluss darüber geben, wie das Gehirn Information neuronal kodiert.
Umschulung der Händigkeit
Etwa jeder zehnte Mensch ist Schätzungen zufolge Linkshänder. Lange Zeit wurden linkshändige Kinder beim Schreibenlernen in der Schule umgeschult auf die rechte Hand. Bei Rechtshändern ist die linke Hirnhälfte für das Schreiben verantwortlich, bei Linkshändern ist die rechte Hirnhälfte dominant. Grund sind die überkreuz verlaufenden Nervenbahnen. Eine Hirnhälfte steuert also die gegenüberliegende Körperseite. Die Umschulung der Händigkeit führt zum Teil auch zur Umschulung der Gehirns: Die Bewegungssteuerung wird von der rechten in die linke Hirnhälfte verlagert. Die Planung und Koordination hingegen erfolgt bei den umgeschulten Linkshändern nach wie vor in der rechten Hirnhälfte - so wie bei normalen Linkshändern.
Periphere Nervenchirurgie
Die periphere Nervenchirurgie beschäftigt sich mit der Behandlung von Nerven nach deren Austritt aus dem Gehirn und Rückenmark. Diese Nerven leiten einerseits sensible Informationen (Tastempfinden, Wärme/Temperatur, Schmerz) zum zentralen Nervensystem, andererseits werden Bewegungsimpulse vom Gehirn und Rückenmark an die Muskulatur des Gesichts, Körperstamms und der Extremitäten weitergegeben.
Engpass- oder Nervenkompressionssyndrome
Werden sie über längere Zeit eingeengt oder eingeklemmt, reagieren sie äußerst empfindlich. Engpass- oder Nervenkompressionssyndrome sind chronische Druckschäden peripherer Nerven, die an typischen Engstellen im Nervenverlauf auftreten und meist durch Bänder, Muskelsehnen oder Knochenvorsprünge verursacht werden. Am häufigsten treten diese am Arm oder der Hand auf, seltener am Bein oder Fuß. Durch die Druckschädigung kommt es zu einem meist langsam fortschreitenden Ausfall der Nervenfunktionen und Auftreten von Gefühlsstörungen, Schmerz und einer Muskelschwäche.
Tumoren der peripheren Nerven
Ein chronisch wachsender Prozess im Bereich der peripheren Nerven kann neben einer tastbaren Schwellung und Schmerzen auch durch ständigen Druck, Zug oder Beeinträchtigung der Blutversorgung Schäden am betroffenen Nerv verursachen. Tumoren der peripheren Nerven sind insgesamt selten und meist gutartig. Diese gehen in der Regel von der Nervenscheide oder dem Bindegewebe der Nerven aus.
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Traumatische Nervenläsionen
Nerven können einerseits durch direktes spitzes oder stumpfes Trauma oder indirekt durch Zugwirkung geschädigt werden. Die Dehnbarkeit der Nerven hängt dabei einerseits vom zeitlichen Ablauf sowie von möglichen Vorschäden des Nervs ab. Langsame Dehnungen werden besser toleriert als akute. Die häufigsten Verletzungen durch Dehnung werden durch schnelle Zugkräfte an den Armen, z.B. bei Motorradunfällen oder Geburtstrauma verursacht. Dabei können Schäden am Arm- oder Beinnervengeflecht (traumatische Plexusläsionen) oder Nervenwurzelausrisse auftreten.
Neuralgische Amyotrophie
Die neuralgische Amyotrophie ist eine entzündliche Erkrankung, welche sich typischerweise durch plötzlich auftretende Schmerzen (häufig im Bereich der Schulter oder des Arms), gefolgt von einer Lähmung der Muskulatur, äußert. Eine Ursache ist nicht immer sofort erkennbar. Während die Schmerzen mit der Zeit abklingen, können die Lähmungen anhalten und infolge der Entzündungsreaktion narbige Einschnürungen an den betroffenen Nerven entstehen.
Therapieoptionen bei peripheren Nervenerkrankungen
Generell werden konservative von operativen Therapieformen unterschieden. Bei Verletzungen, bei denen der Spontanverlauf abgewartet werden kann, wird der Heilungsverlauf durch intensive therapeutische Maßnahmen ergänzt. Hierzu zählen intensivierte Physiotherapie auch auf neurophysiologischer Grundlage, physikalische Maßnahmen, Elektrostimulation und Ergotherapie. Ggf. kann die vorübergehende Anpassung orthopädietechnischer Hilfsmittel wie Schienen erforderlich sein.
Um die Druckentlastung eines Nervs zu ermöglichen wird dieser freigelegt und mikrochirurgisch oder endoskopisch die einengenden Bandstrukturen, Knochenvorsprünge oder Narbenzüge entfernt. Periphere Nerventumoren werden mithilfe eines Operationsmikroskopes freigelegt und entfernt. Zudem werden weitere Hilfsmittel wie die intraoperative Sonographie und elektrophysiologische Messungen eingesetzt, um eine möglichst vollständige Tumorentfernung zu ermöglichen, ohne eine Schädigung des betroffenen Nervens zu riskieren.