Schlaganfall: Wenn das System zum zweiten Mal ausfällt

Nach einem Schlaganfall steigt die Gefahr, einen zweiten zu erleiden. Bislang wusste man: Sind beim ersten Anfall Areale in der linken Hirnhälfte betroffen, ist oft die Sprache besonders stark beeinträchtigt. Um die aufrechtzuerhalten, fährt das Gehirn meist Bereiche in der Nähe und kurzzeitig auch die Schwesterareale auf der rechten Seite hoch. Unklar war jedoch, ob das auch nach einer zweiten Attacke noch passiert – und ob die Aktivierung der rechten Areale überhaupt gut für die Regeneration der Sprache ist. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften (MPI CBS) haben nun mithilfe einer virtuellen Läsion herausgefunden, dass die rechte Hirnhälfte bei größeren Ausfällen oder wiederholten Störungen tatsächliche eine positive Rolle spielt. Die Erkenntnisse könnten die Therapie von Betroffenen verbessern.

Bislang war man sich uneins darüber, ob eine Aktivierung der rechten Hirnhälfte nach einer Verletzung der Sprachareale auf der linken Seite generell gut für die Heilung ist. Einige Studien legen nahe, dass deren Einbindung zumindest kurzfristig bei der Erholung hilft. Andere hatten aber gezeigt: Ein Ausfall von Spracharealen in der linken Hälfte, kann die rechte regelrecht enthemmen. Die trägt dann etwas bei, was nichts mit Sprache zutun hat und sorgt für Verwirrung.

Dass das Gehirn deutlich formbarer ist, als gedacht, ist inzwischen weitgehend bekannt. Selbst nach einem Schlaganfall oder anderen Hirnverletzungen gelingt es ihm häufig, die ausgefallenen Regionen und dort verarbeiteten Fähigkeiten auszugleichen. Oft aktiviert es dazu nicht nur die benachbarten Regionen, sondern auch die Schwesterareale auf der anderen Hirnseite. Die tragen bis dahin meist wenig zu der eigentlichen Fähigkeit bei und werden von der dominanten Hälfte in Schach gehalten – bis der Notfall eintritt. Fallen also etwa Bereiche zum Sprachverständnis auf der linken Seite aus, werden häufig die entsprechenden Areale auf der rechten Seite hochreguliert. Der Ausfall kann so kurzzeitig ausgeglichen werden.

Bis zu 15 Prozent der Betroffenen erleiden jedoch einen zweiten Schlaganfall. Unklar war bislang, ob die Reparaturmechanismen dann ebenfalls einsetzen, das Gehirn also seine Anpassungsfähigkeit behält. Zudem war man sich uneins darüber, ob eine aktivierte rechte Hirnhälfte generell gut für die Heilung ist. Einige Studien legen zwar nahe, dass eine Einbindung der rechten Hirnhälfte zumindest kurzfristig bei der Erholung hilft. Andere hatten aber gezeigt: Ein Ausfall von Spracharealen in der linken Hälfte, kann die rechte regelrecht enthemmen. Sie trägt dann etwas bei, was nichts mit Sprache zu tun hat und sorgt für Verwirrung. Das Gehirn gerät aus dem Takt. Weitere Untersuchungen hatten zudem ergeben: Den Patienten geht es besser, wenn die überaktive Hälfte durch hemmende Magnetstimulation wieder eingedämmt wird. Die Aktivität verlagert sich dadurch zunehmend zurück in die linke Hirnhälfte. Sie gewinnt wieder die Oberhand. 

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig haben nun herausgefunden, dass das Gehirn auch bei einer zweiten Störung der linken Sprachareale seine Aktivität in den Schwesterarealen auf der rechten Seite hochfährt. „Im erholten Gehirn war deren Beitrag nach der ersten Läsion noch nicht groß. Bei der zweiten Störung, bei der große Teile der linken Hirnhälfte außer Kraft gesetzt sind, wird ihr Anteil jedoch viel stärker“, erklärt Gesa Hartwigsen, Forschungsgruppenleiterin am Lepziger Institut und Erstautorin der zugrundeliegenden Publikation. „Die zweite Störung hat also den Beitrag der rechten Hirnhälfte verstärkt und sichtbar gemacht“, so Hartwigsen. 

Dabei zeigt sich: Je mehr die Regionen zur Lautverarbeitung auf der linken Seite beeinträchtigt waren, desto höher war die Aktivität in den Schwesterareale in der rechten Hirnhälfte. Die Forschenden nehmen an, dass die Hochregulierung ein Versuch des Gehirns ist, den Ausfall auszugleichen. Der Grund: In einer früheren Studie mit gesunden Probanden hatte eine kurzzeitige Störung der Bereiche, die bei den Patienten hochreguliert waren, zu einer Verschlechterung der Sprachfähigkeiten geführt. Die Forscher stellten außerdem fest, dass die Patienten umso weniger von der Läsion beeinträchtigt waren, je stärker die Faserverbindung zwischen den beiden Schwesterarealen bei ihnen ausgebildet war.

Werden die Areale zur Lautverarbeitung in der linken Hirnhälfte gestört (dunkelgrau und blau-grau), erhöht sich die Aktivität in den entsprechenden Pendants auf der rechten Seite (A, gelb). Je stärker dabei die Faserverbindung zwischen den Schwesterarealen (B, rot: Fasertrakt), desto weniger sind die sprachlichen Fähigkeiten durch die Störung beeinträchtigt.

Untersucht haben die Wissenschaftler diese Zusammenhänge mithilfe von 12 Patienten, bei denen die Regionen zur Verarbeitung von Lauteigenschaften in der linken Hemisphäre durch einen ersten Schlaganfall verletzt waren. Der lag jeweils etwa sechs Monate zurück. Ihr Gehirn hatte somit Gelegenheit sich zu regenerieren und der neuen Situation anzupassen. Die zweite Störung simulierten die Forscher mithilfe der sogenannten transkraniellen Magnetstimulation, mit der bestimmte Hirnareale durch elektrische Reize gezielt kurzzeitig gestört werden können. Dadurch lässt sich nachbilden, wie das Gehirn reagieren würde, wenn tatsächlich bestimmte Bereiche durch einen Schlaganfall oder andere Ereignisse ausfallen – und wie sich das etwa auf die Fähigkeit auswirkt, Laute zu erkennen. Dazu nutzten Hartwigsen und ihr Team wiederum eine einfache Sprachaufgabe. Die Probanden hörten etwas das Wort „Katze“ und sollten entscheiden, ob es aus zwei oder drei Silben besteht. 

Die rechte Seite spielt damit wahrscheinlich nach großflächigen Störungen, bei der große Teile der linken Hirnhälfte nicht mehr funktionieren, wie sie sollten, eine förderliche Rolle. In der linken Hirnhälfte liegt so viel brach, dass sie nur eingeschränkt arbeitet und Unterstützung von der rechten braucht. „Andere Studien zeigen, dass es zu einem späteren Zeitpunkt jedoch gut für die Regeneration ist, wenn sich die aktivierte rechte Seite wieder runterreguliert und damit zu einer Normalisierung auf der linken Seite beiträgt“, so Hartwigsen. Bleibt die rechte Hälfte dagegen dauerhaft hochreguliert, verzögert sich die Heilung.

Die Erkenntnisse darüber, wie sich das geschädigte Gehirn an eine weitere Störung anpasst, könnten langfristig helfen die Therapie von Schlaganfallpatienten zu verbessern. „Damit lässt sich womöglich irgendwann einschätzen, ob es hilfreicher wäre, bestimmte Areale gezielt hoch- oder runterzuregulieren“, erklärt Hartwigsen.

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