Das Chaos im Hirn – Die Physik in der Migräneforschung

September 2009

Nach Schätzungen der Deutschen Migräne- und Kopfschmerzgesellschaft (DMKG) leiden mindestens zwölf Prozent der Frauen und sechs Prozent der Männer in Deutschland an Migräne. Damit zählt die Migräne mit zu den häufigen Erkrankungen in Deutschland.

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Die anfallsartigen, pulsierenden und oft halbseitigen Kopfschmerzen werden meistens von zusätzlichen Symptomen begleitet: Eine Attacke kündigt sich bei 15-20% der Migräneanfälle mit Lichtblitzen im Sehfeld an. Diese sog. Migräneaura geht zumeist der Kopfschmerzphase voran. Charakteristisch sind dynamische, meist visuelle oder sensorische Wahrnehmungsstörungen. Es können während der Migräneaura der Verlust des räumlichen Sehens, Unschärfe bis hin zu einer starken Einschränkung des Gesichtsfeldes, Störungen des Geruchsempfindens, Kribbelempfindungen in den Armen, Beinen und im Gesicht, Gleichgewichtsstörungen oder Sprachstörungen auftreten. Die Aura wird von Patient zu Patient anders wahrgenommen und beschrieben. Typisch ist die Dynamik des Prozesses, wie zum Beispiel das „Wandern“ des Flimmerns im Gesichtsfeld oder das Wandern des Kribbelgefühls im Arm oder durch die einzelnen Finger. Diese Dynamik zeigt sich auch bei Messungen im Gehirn in Form einer wandernden Störungsfront.

Die komplizierten Prozesse, die beim Auftreten der Migräneaura im Gehirn ablaufen, untersuchen seit einiger Zeit Physiker und Neurologen gemeinsam. Ihr besonderes Interesse gilt dabei der Dynamik der Symptome. Die meisten Ausfallerscheinungen bei der Migräne wandern. Dieses Wandern ist vergleichbar mit der Ausbreitung einer Welle.
Dr. Markus Dahlem, Physiker der Technischen Universität Berlin, konnte das Phänomen der „Welle im Kopf“ im Computer simulieren. In klinischen Untersuchungen mit Hilfe des Kernspintomographen konnte der Ausbreitungsprozess direkt am Menschen beobachtet und somit das mathematische Modell überprüft werden. Die Welle verfolgt dabei ganz bestimmte, eng begrenzte Windungen der Gehirnrinde. Sie erfasst also nur ein sehr kleines Areal des Gehirns

In den Simulationen des Physikers war die sich ausbreitende Störwelle leicht durch Hemmsignale zu beeinflussen. Diesen Mechanismus kann sich die Migränetherapie vielleicht zu nutze machen. Möglicherweise können die krankhaften Prozesse gezielt von außen gesteuert und unterbunden werden. Daran arbeiten die Forscher nun mit Hochdruck.

Umstritten ist allerdings noch, ob die Welle im Kopf auch die Ursache für den Migräne-Kopfschmerz ist. Es gibt ebenfalls die Vermutung, dass die Welle im Gehirn und der Kopfschmerz zwei verschiedene Krankheiten sind, die jedoch in enger wechselseitiger Beziehung zueinander stehen.

Quelle:
Dahlem M.A., Hadjikhani N., Migraine Aura: Retracting Particle-Like Waves in Weakly Susceptible Cortex. PloS ONE 4:e5007 (2009).