Die Frage, wie lange ein Mensch ohne Gehirn überleben kann, ist komplex und hängt von der Definition von "Überleben" ab. Aus medizinischer Sicht bedeutet der Verlust der Gehirnfunktion das Ende des Lebens, da das Gehirn für die Steuerung lebenswichtiger Funktionen wie Atmung und Herzschlag unerlässlich ist. Allerdings gibt es Fälle, in denen Teile des Gehirns beschädigt sind oder fehlen, während der Körper mit Hilfe medizinischer Geräte noch am Leben erhalten werden kann.
Das Gehirn und seine Funktionen
Das Gehirn ist ein komplexes Organ, das für eine Vielzahl von Funktionen verantwortlich ist, darunter:
- Bewusstsein: Das Gehirn ermöglicht es uns, unsere Umgebung wahrzunehmen und uns unserer selbst bewusst zu sein.
- Kognition: Das Gehirn ermöglicht es uns zu denken, zu lernen und uns zu erinnern.
- Emotionen: Das Gehirn ist an der Verarbeitung von Emotionen beteiligt.
- Bewegung: Das Gehirn steuert unsere Bewegungen.
- Autonome Funktionen: Das Gehirn steuert lebenswichtige Funktionen wie Atmung, Herzschlag und Blutdruck.
Hirntod: Das Ende der Gehirnfunktion
Der Hirntod ist ein Zustand, in dem alle Funktionen des Gehirns irreversibel ausgefallen sind. Dies bedeutet, dass das Gehirn nicht mehr in der Lage ist, lebenswichtige Funktionen zu steuern, und der Körper ohne medizinische Hilfe nicht überleben kann. Der Hirntod wird in Deutschland gemäß dem Transplantationsgesetz (TPG) als zwingende Voraussetzung für die postmortale Organspende angesehen. Die Hirntodfeststellung ist die am besten dokumentierte ärztliche Todesdiagnostik und hat bei richtliniengemäßer Ausführung bislang nicht zu bestätigten Fehldiagnosen geführt.
Die Diagnose des Hirntodes erfordert eine sorgfältige Untersuchung durch speziell qualifizierte Ärzteteams, in denen immer Neurologen oder Neurochirurgen dabei sein müssen. Es müssen wichtige Voraussetzungen geprüft werden, insbesondere muss eine akute, schwerste Hirnschädigung vorliegen. Ausgeschlossen muss sein, dass zum Untersuchungszeitpunkt keine anderen Ursachen die Ausfallsymptome des Gehirns verursachen, z. B. Medikamentenwirkungen oder Stoffwechselentgleisungen.
Leben ohne Gehirn: Medizinische Studien und ethische Fragen
Obwohl das Gehirn für das Überleben unerlässlich ist, gibt es Fälle, in denen Menschen mit schweren Hirnschäden oder sogar ohne Teile des Gehirns am Leben erhalten werden können. Diese Fälle werfen wichtige ethische Fragen auf, insbesondere im Hinblick auf die Definition von Leben und Tod.
Lesen Sie auch: Gehirn und Sauerstoffversorgung
"Wiederbelebte" Schweinegehirne
US-Forscher haben Gehirne toter Schweine "wiederbelebt". Dem Team um den Neurowissenschaftler Nenad Sestan von der Yale University in New Haven sei es gelungen, die Mikrozirkulation in den Gehirnen rund vier Stunden nach dem Tod der Tiere wiederherzustellen und so intakt zu halten, dass die Gehirne - mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt - bis zu 36 Stunden überlebt hätten. Sestan habe von Null-Linien-EEGs und fehlenden Hinweisen für irgendeine Form des Bewusstseins bei den "reanimierten" Gehirnen berichtet. "Sollte das Verfahren beim Menschen funktionieren, müssen wir unser Verständnis von Leben und Tod infrage stellen", so der "Spiegel" am 1. Mai.
Nahtoderlebnisse
Ein Team von Forschern um Sam Parnia von der New York University School of Medicine in den USA hat in einer aufwendigen Studie Nahtoderlebnisse von Patienten mit Herzstillstand erforscht und nach Merkmalen gesucht, die zeigen, dass das Gehirn eines sterbenden Menschen noch aktiv ist. Die Forscher beobachteten eine Gruppe von insgesamt 567 Patientinnen und Patienten, die bereits im Krankenhaus waren, als sie einen Herzstillstand erlitten. Ohne die Maßnahmen zur Wiederbelebung zu behindern, untersuchten die Wissenschaftler Hirnströme und achteten auf Lebenszeichen wie Stöhnen oder Bewegungen. Gleichzeitig testeten sie, ob visuelle oder akustische Signale wie Bilder oder Geräusche die Sterbenden noch erreichten. Aus Sicht der Wissenschaftler ist aber vor allem spannend, dass Aktivitäten im Gehirn messbar waren, viele Minuten nach dem Herzstillstand. Zudem kann das Gehirn auch nach einer längeren Phase nahe dem Tod wieder aktiv werden. Oft nahm das Organ seine Aktivitäten erst 35 bis 60 Minuten nach der Wiederbelebung wieder auf. Auch diese Patienten konnten sich dann mitunter noch vollständig von der Nahtoderfahrung erholen.
Berichte über Nahtoderlebnisse sind nicht neu. Einige Überlebende schilderten, wie sie verstorbene Angehörige wiedertrafen, wie etwa die eigene Großmutter geraten hatte, umzukehren und ins Leben zurückzukehren. Andere schilderten, durch einen Tunnel gegangen zu sein und von einem intensiven Gefühl der Liebe durchdrungen worden zu sein. Wiederum andere berichteten, wie ihr Bewusstsein den Körper verlassen und die Szene von außen beobachtet hatte. Der Test zur Wahrnehmung von visuellen oder akustischen Signalen schlug in fast allen Fällen fehl: Nur ein Patient konnte ein Geräusch wiedererkennen, das ihm die Forscher während des Herzstillstands vorgespielt hatten.
Schädelhirntrauma (SHT)
Das Schädelhirntrauma (SHT) zählt zu den großen medizinischen und sozioökonomischen Herausforderungen unserer Zeit. In Deutschland wurden 2019 insgesamt 225 183 Patientinnen und Patienten aufgrund eines SHT jedweden Schweregrades vollstationär behandelt. Das SHT steht damit an fünfter Stelle der Krankenhausdiagnosen. In einem Projekt der ZNS-Hannelore-Kohl-Stiftung zusammen mit der gesetzlichen Krankenkasse Barmer wurde ein routinedatenbasiertes Post-SHT-Monitoring durchgeführt. Das Ziel der Studie war es, mögliche Besonderheiten in der Krankenhistorie nach einem SHT zur erkennen.
Die Studie wurde als gematchte Kohortenstudie designt. Die Studiendaten umfassten die Jahre 2005-2019 für 7,7 Millionen Personen mit mindestens einem Jahr Vor- und 10 Jahren Nachbeobachtungszeit. Individuen wurden in eine Expositions- und eine Kontrollgruppe eingeteilt. Die Expositionsgruppe umfasste Personen mit diagnostiziertem SHT (ICD: S06) zwischen dem 01.01.2006 und dem 31.12.2009 (ein Jahr Wash-out-Phase). Die Kontrollgruppe umfasste ausschließlich Personen ohne SHT, die anhand von Alter, Geschlecht und prävalenten Vorerkrankungen innerhalb der vier Quartale vor dem Indexquartal den Patientinnen und Patienten mit SHT entsprachen.
Lesen Sie auch: Symptome und Behandlungsmethoden bei eingeklemmtem Nerv
Im Beobachtungszeitraum konnten 114 296 Patientinnen und Patienten mit SHT in die Studie eingeschlossen werden. Die Überlebensraten nach einem SHT lagen unterhalb der Überlebensraten der jeweiligen Kontrollgruppen. Bezogen auf alle Spätfolgen nach einem SHT beliebiger Behandlungsintensität zeigten sich höhere Inzidenzraten. Die absolut höchsten Anstiege in den Inzidenzraten innerhalb von 10 Jahren je 1 000 Versicherten fanden sich, abgesehen vom Tod, bei Depressionen, kognitiven Störungen, Schlafstörungen und Sprach- und Sehbehinderungen. Die relativ gesehen höchsten Anstiege gab es bei Kopfschmerzen.
Die vorliegende Studie untersuchte die Langzeitfolgen für Patientinnen und Patienten nach einem SHT. Basierend auf 114 296 Fällen wurde im Vergleich zu Personen mit gleichen Vorerkrankungen und gleichem Alter gezeigt, dass bei Menschen, die ein SHT erlitten haben, zusätzlich zu erheblichen Kurzzeitfolgen weitere Langzeitfolgen im Hinblick auf Mortalität und Morbidität zu beobachten sind.
Das Gehirn zwischen Leben und Tod: Ein Neurologe erklärt
Der Neurologe Jens Dreier erforscht das Gehirn zwischen Leben und Tod. Er erklärt, dass das Gefühl zu sterben stark davon abhängt, warum man stirbt. Haben wir keine Schmerzen, merken wir den Übergang vielleicht gar nicht. Möglicherweise ist es dann so wie beim Einschlafen. Oder wir besitzen noch eine Art Bewusstsein und befinden uns vorübergehend in einem traumähnlichen Zustand, den wir aber für die Wirklichkeit halten. Das wäre so etwas wie eine Nahtoderfahrung.
Unser Wissen dazu basiert ausschließlich auf Interviews: Menschen, die dem Tod nur knapp entgangen sind, etwa weil sie reanimiert wurden, berichten von ihren Erlebnissen. Allerdings haben nur die wenigsten solche Erinnerungen, weshalb die Datenlage relativ dünn ist. Es gibt einige wiederkehrende Muster, etwa das Gefühl, sich gleichzeitig in verschiedenen Epochen und an verschiedenen Orten zu befinden. Häufig entstehen auch abstrakte Sinneseindrücke, zum Beispiel ein helles Licht oder eine Verengung des Sichtfelds - als würde man durch einen Tunnel laufen. Manche erzählen zudem von außerkörperlichen Erfahrungen.
Wenige Sekunden nachdem das Herz stehen geblieben ist, sinkt die Sauerstoffkonzentration im Gehirn. Die Nervenzellen wechseln in einen Sparmodus, wodurch die neuronale Aktivität massiv gedrosselt wird. Nach etwa sieben bis acht Sekunden verliert der Betreffende das Bewusstsein; nach 30 bis 40 Sekunden ist die gesamte Hirnaktivität erloschen. Allerdings hängt der genaue Zeitpunkt vom Ausmaß der Restdurchblutung ab. Zuerst kommt eine Phase ohne Aktivität, in der die Neurone lediglich gehemmt, aber noch lebendig sind. Sobald die Durchblutung erneut einsetzt, arbeiten sie wieder normal. Experten nennen den Zustand Hyperpolarisation.
Lesen Sie auch: Taubheitsgefühl nach zahnärztlichem Eingriff: Ein Leitfaden
Um die Hyperpolarisation aufrechtzuerhalten, braucht die Zelle immer noch ein bisschen Energie. Der Körper produziert diese normalerweise aus Glukose und Sauerstoff. Gibt es nicht mehr genug davon, können die Membranpumpen, die das Spannungsgefälle erzeugen, nicht mehr arbeiten. Nach ein paar Minuten entsteht eine riesige Depolarisationswelle, auch »terminal spreading depolarization« genannt, bei der sich die Nervenzellen ähnlich wie bei einem Kurzschluss nacheinander entladen. Wir haben sie 2018 erstmals beim Menschen nachgewiesen. Die Lichterscheinungen kurz vor dem Tod könnten auf diesen pathophysiologischen Prozess zurückgehen.
Die Welle beginnt in der Regel an bestimmten vulnerablen Punkten der Hirnrinde und breitet sich mit einer Geschwindigkeit von schätzungsweise drei Millimetern pro Minute über das gesamte Gehirn aus. Dabei wandert sie durch alle Bereiche, in denen die Nervenzellkörper sitzen. Tatsächlich bewirkt sie massive Veränderungen im Inneren der Nervenzellen: Alle möglichen Moleküle werden wild durcheinandergewirbelt. Beispielsweise steigt die Konzentration von Kalzium um das 1000-Fache an. Wenn das zu lange andauert, werden die Neurone vergiftet und sterben. Das Erstaunliche jedoch ist, dass sie diesen Zustand für eine gewisse Zeit aushalten. Sofern die Membranpumpen wieder einsetzen und alles, was nicht ins Innere gehört, herausbefördern, überleben die Zellen.
Vom Herzstillstand bis zum Einsetzen des Nervenzelltods dauert es schätzungsweise fünf Minuten. Bereits nach zirka drei Minuten setzt sich die riesige Welle in Gang. Sobald aber jemand reanimiert, also ordentlich aufs Herz drückt, werden Körper und Gehirn leicht durchblutet. Dann halten die Nervenzellen deutlich länger durch.
Das Bewusstsein nach dem Tod: Eine These
Der holländische Kardiologe Pim van Lommel erforschte in wissenschaftlichen Langzeitstudien die These, dass das Bewusstsein nach dem Tod nicht aufhört zu existieren - es besteht weiter und ist unabhängig von Gehirnfunktionen. Er hat mit 344 Patienten, die einen Herzstillstand überlebt hatten, diese Forschungsstudie durchgeführt.
Die wichtigen Fragen zu Beginn der Studie waren: Steht das Bewusstsein mit der Unversehrtheit der Hirnfunktion in Verbindung oder ist es unabhängig davon? Aufgrund all der Berichte von Menschen mit Nahtoderfahrungen (NTE) sollten wir die Möglichkeit in Betracht ziehen, dass Menschen während eines Herzstillstandes ein Bewusstsein haben können.
Manche Menschen, die eine lebensbedrohliche Krise überlebt haben, bzw. reanimiert wurden, berichten von einer ungewöhnlichen Bewusstseinserfahrung während dieser wenigen Minuten. Die NTE führt fast immer zu tiefgreifenden und nachhaltigen Lebensveränderungen. Der Inhalt, d. h. die Ereignisse einer NTE und die Wirkung auf die Patienten scheinen weltweit und in allen Kulturen ähnlich zu sein. Das Vokabular, mit dem diese Erfahrungen beschrieben und auch interpretiert werden, ist durch individuelle, kulturelle und religiöse Faktoren geprägt.
Es zeigte sich, dass nur die Menschen mit NTE keine Angst mehr vor dem Tod hatten, sie hatten eine erweiterte intuitive Sensibilität, ihre Haltung gegenüber dem Leben war geprägt von mehr Mitgefühl und Liebe. Das Paradoxon, dass gerade in einer Phase, in der die Durchblutung des Gehirns vollkommen zum Erliegen kommt, ein erweitertes Bewusstsein, sowie logische Denkprozesse möglich sind, führt zu der für unser heutiges Verständnis besonders heiklen Frage zwischen Bewusstsein und Gehirnfunktionen.
Die Menschen haben Wahrnehmungen außerhalb und oberhalb ihres Körpers; sie haben das Gefühl, sie hätten ihren Körper wie einen alten Mantel abgestreift und zurückgelassen. Diese Wahrnehmungen sind keine Sinnestäuschung oder Halluzinationen, sondern sie lassen sich im Nachhinein gut überprüfen. Man überblickt sein ganzes Leben in einem einzigen Augenblick, alles ist gleichzeitig existent und erlebbar; alle Menschen scheinen zeitlos miteinander verbunden zu sein. Das ganze Leben erscheint wie ein Panorama und alle Ursachen und Folgen sind wie ausgebreitet. Der Betreffende betrachtet das alles nicht nur aus seiner Sicht, sondern kann die Gedanken der anderen, die an den Ereignissen beteiligt waren, auch aus deren Sicht erleben. Es ist während einer NTE möglich, mit verstorbenen Bekannten oder Verwandten in einer Dimension jenseits dieser Welt in Kontakt zu kommen.
Das Wachbewusstsein, das wir täglich erleben, ist nur ein Teil unseres endlosen Bewusstseins. In diesem endlosen, oder auch nicht-örtlichen Bewusstsein ist alle Weisheit und bedingungslose Liebe präsent und verfügbar. Dieses nicht-lokale Bewusstsein besteht in einer Dimension, die ohne das Konzept von Zeit und Raum auskommt; man könnte es auch höheres, göttliches oder kosmisches Bewusstsein nennen.
Weil man Bewusstsein unabhängig von der Hirnfunktion erfahren kann, muss das in den Paradigmen der westlichen Wissenschaft einen weit reichenden Wandel herbeiführen. Das hätte dann auch praktische Auswirkungen in der Medizin, z. B. bei der Pflege komatöser oder sterbender Patienten, bei der Organentnahme zur Transplantation etc. Dieses Paradigma ändert auch fundamental die Meinung von uns Menschen über den Tod: der Tod ist nur das Ende unseres physischen Aspekts. Anders ausgedrückt: Ich habe einen Körper, ich bin nicht mein Körper; ich bin Bewusstsein, nicht: ich habe Bewusstsein.
Die Hirntoddiagnostik
Die Entwicklung der Intensivmedizin mit der Möglichkeit maschineller Beatmung führte in den 1950er- und 1960er-Jahren zu der Frage nach zuverlässigen Kriterien, die bei beatmeten Patienten mit schwerster akuter Hirnschädigung und anhaltendem Koma einen unumkehrbaren, vollständigen Hirnfunktionsausfall anzeigen. Die Fachdiskussion in Deutschland war stets von dem Leitgedanken getragen, dass der irreversible Funktionsausfall des gesamten Gehirns nachzuweisen ist, wobei aus anatomischen Gründen klar ist, dass mit dem Funktionsverslust von Großhirn und Hirnstamm auch der Funktionsverlust des Kleinhirns vorliegt.
Die deutsche Richtlinie ist im internationalen Vergleich besonders streng und trägt in ihren Fortschreibungen dem jeweils aktuellen wissenschaftlichen Kenntnisstand Rechnung. Dazu erfolgt eine regelmäßige Bewertung der internationalen Fachliteratur bei den entsprechenden ständigen Gremien der Bundesärztekammer sowie der medizinischen Fachgesellschaften. Es werden nur validierte Verfahren als Zusatzverfahren in der Hirntoddiagnostik akzeptiert.
Zur Abgrenzung eines irreversiblen Hirnfunktionsausfalls von Zuständen mit einer noch vorhandenen, auch minimalen Hirnfunktion sind die angewendeten Verfahren sicher und ausreichend. Die 2015 aktualisierte Richtlinie hat mit der verpflichtenden Beteiligung mindestens eines Neuromediziners mit mehrjähriger Erfahrung in der Intensivtherapie den Qualitätsstandard weiter gehoben.
In der Praxis der Hirntoddiagnostik liegt heute bei allen betroffenen Patienten mindestens eine Schnittbildgebung (CT, MRT) des Gehirns vor, um den richtliniengemäßen Nachweis der schweren ausgedehnten Hirnschädigung zu führen (Ausnahmen sind möglich bei offensichtlicher Ursache, wie z. B. schwerster Schädelquetschung). Behebbare Ursachen des Hirnfunktionsausfalls werden ausgeschlossen (hirntodähnliche Erkrankungen, Medikamentenwirkungen, Stoffwechselentgleisungen usw.). Wenn Zweifel in Bezug auf eine medikamentöse Beeinflussung verbleiben, kommt ein Verfahren zur Feststellung des zerebralen Zirkulationsstillstandes zum Einsatz. Dies gilt auch dann, wenn ein Hirnstammreflex oder der Test auf Atemstillstand nicht zuverlässig durchführbar ist.