Hirnschäden: eine Infografik zum Verständnis des neuen Nature-Artikels

Wissenschaftler der Universität Yale hielten Schweinehirne außerhalb des Körpers für Stunden nach dem Tod am Leben. Das Papier Wiederherstellung der Durchblutung des Gehirns und der Zellfunktionen Stunden nach der Leiche erklärt das Experiment mit den Gehirnen von Schweinen, das Licht in die Forschung über Hirnschäden bringen kann. Die Zeitschrift Nature veröffentlicht das Papier am 17. April.

"Während des größten Teils der Menschheitsgeschichte war der Tod sehr einfach". sagt Christof Koch. Er ist der Präsident und leitende Wissenschaftler des Allen Institute for Brain Science in Seattle, Washington. "Jetzt müssen wir uns fragen, was unumkehrbar ist".

Es gibt keine Kommunikation zwischen den Neuronen in diesen Gehirnen, also auch kein Bewusstsein. Aber die Zellen waren lebendig - und das allein ist schon eine sehr große Entdeckung.

"Bisherige Erkenntnisse haben gezeigt, dass die Zellen innerhalb von Minuten einen Zelltod erleiden". sagte Nenad Sestan, der Neurowissenschaftler aus Yale, der die Forschung leitete, auf einer Pressekonferenz. "Wir zeigen, dass der Zelltod ein allmählicher, schrittweiser Prozess ist, und dass einige dieser Prozesse entweder aufgeschoben, erhalten oder sogar rückgängig gemacht werden können.

Das Experiment der Hirnschädigung

Dem Nature Magazine zufolge testeten die Forscher, wie gut es den Gehirnen während eines Zeitraums von sechs Stunden ging. Sie stellten fest, dass die Neuronen und andere Gehirnzellen ihre normalen Stoffwechselfunktionen wieder aufgenommen hatten, z. B. den Verbrauch von Zucker und die Produktion von Kohlendioxid. Auch das Immunsystem der Gehirne schien zu funktionieren. Die Strukturen einzelner Zellen und Teile des Gehirns blieben erhalten. Im Gegensatz dazu brachen die Zellen in den Kontrollgehirnen, die nicht mit der nährstoff- und sauerstoffreichen Lösung versorgt wurden, zusammen. Und als die Wissenschaftler Gewebeproben aus den behandelten Gehirnen mit Strom versorgten, stellten sie fest, dass einzelne Neuronen immer noch ein Signal weiterleiten konnten.

Die Wissenschaftler haben ein System mit der Bezeichnung BrainEx entwickelt, das speziell darauf ausgelegt ist, einige der für den Gewebeabbau in postmortalen Gehirnen verantwortlichen Prozesse abzuschwächen. Bei dem System wird eine Lösung namens BEx-Perfusat gepumpt. Bei dieser Lösung handelt es sich um eine geschützte Mischung aus Schutz-, Stabilisierungs- und Kontrastmitteln, die als Ersatz für Blut dient. Das Perfusat enthält auch Chemikalien, die die Oxidation von Körpergewebe und damit die Apoptose stoppen. Außerdem enthält es einen Blocker für die neurale Aktivität, der einen doppelten Zweck erfüllt. Sie pumpten die Lösung bei normaler Körpertemperatur in die Hauptarterien des isolierten Gehirns.

Die Forscher verwendeten rund 300 Schweineköpfe aus einem Schlachthof des US-Landwirtschaftsministeriums. Nach der Optimierung der Technologie schloss das Team 32 Schweinehirne an das BrainEx-System an. Der Anschluss erfolgte 4 Stunden nach der Tötung der Schweine und nach der Entfernung der Gehirne aus den Schädeln. Dieses computergestützte Netzwerk von Pumpen, Heizungen und Filtern kontrollierte den Durchfluss, die Temperatur und eine proprietäre Perfusatlösung für sechs Stunden.

Eine Infografik zum Verständnis des Experiments

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Hirnschäden: eine Infografik zum Verständnis des neuen Nature-Artikels

Das Experiment der Hirnschädigung

Eine Infografik zum Verständnis des Experiments

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