Gehirn und Persönlichkeit im Blick der Medizin

Transkript

1 Gehirn und Persönlichkeit im Blick der Medizin V. Sturm Klinik für Stereotaxie und Funktionelle Neurochirurgie Universität zu Köln, International Neuroscience Institute, Hannover und Leibniz Institut für Neurobiologie, Magdeburg

2 Eng ist die Welt, und das Gehirn ist weit. Leicht beieinander wohnen die Gedanken, doch hart im Raume stoßen sich die Sachen. Friedrich Schiller, Wallensteins Tod

3 Das menschliche Gehirn 100 Milliarden Nervenzellen Jede einzelne Nervenzelle hat bis Kontakte mit anderen Nervenzellen Mehr Kontaktmöglichkeiten als Atome im Universum ( )

4 Kombinatorik Bundesliga mit 18 Fußballvereinen Mögliche Rangfolgen in der Tabelle: 18! = 18 * 17 * 16 *... * 3 * 2 * 1 = Billionen Synapsen im Gehirn Unendlich viele Kombinationsmöglichkeiten Mehr als alle Atome des Universums ( )

5 Gehirn und Computer Anders Sandberg University of Oxford Eines Tages werden wir unsere Gehirne auf einen Computer laden können k was uns eine Art von Unsterblichkeit bescheren wird Der Spiegel 14/2008

6 Evolution des Hominiden-Gehirns Australopitekus Africanus: 3 2 Mio. Jahre Hirnvolumen: 500 cm 3. Aufrechter Gang Homo habilis: 2 1,6 Mio. Jahre Hirnvolumen: 700 cm 3. Einfache Steingeräte Homo erectus: 1,3 Mio Jahre Hirnvolumen: 950 cm 3. Nutzung des Feuers Neandertaler: Jahre Hirnvolumen: 1470 cm 3. Spiritualität Homo sapiens sapiens: Jahre bis heute Hirnvolumen: 1330 cm 3. Moderne Kultur Nach: G.L. Stebbins,1982

7 Evolution des Hominiden-Gehirns gering hoch Intensität der lokalen Mensch/Schimpansen-Unterschiede bei normalisierter Gesamthirngröße Empathie Empathie Aufmerksamkeit Sehen und Objektlokalisation Objekterkennung K. Zilles, Forschungzentrum Jülich

8 Regelkreise am Beispiel des Morbus Parkinson Indirekter Regelkreis Direkter Regelkreis Cortex Cortex D2- D2+ Stri GPI GPI Stri STN STN Glu Gaba Dopamin Alexander de Long Modell Stri Striatum Gpi Globus Pallidus Internus D2 Dopamin 2-Rezeptor

9 Tiefe Hirnstimulation

10 Computergestützte tzte Operationsplanung

11 Tiefe Hirnstimulation Minimal invasiv Hoch selektiv Reversibel (keine Schädigung des stimulierten Gewebes auch nach langjähriger Anwendung)

12 Tiefe Hirnstimulation bei neurologischen Erkrankungen Morbus Parkinson Dystonie Schwere Tremorformen (essentieller Tremor, Tremor bei multipler Sklerose) Zentrale Schmerzsyndrome

13 VIM - Stimulation

14 Herr R. (60 J) - seit 16 J erkrankt Vor OP, medikamentöses OFF

15 Herr R. (60 J) - seit 16 J erkrankt 1 Jahr nach der Operation, ohne Medikamente

16 Medication Schedule before Operation Levodopa 3/4 3/4 ½ 1/2 ½ 1/2 1/2 1/2 1/ /25 Nacom Madopar LT 1/4 1/2 1/4 PK-Merz Comtess /2 ½ 1/2 1 1/2 1/2 1/2 1 1 Cabaseril 1 mg 1/ Motilium Tbl. 1 1 Urtica APS 2 2 Obsidan 25 1/2 1/2 ½ 1/2 Ortoton Plus 1 Methizol 5 ½ 1/2 Coenzym 1 2 Vivivit Q10 30 mg Kps. Dominal Tropfen Magnesium Diasporal 300 Beutel Alprazolam 0,5 Tbl. Ascorvit 500 mg Drg. Movicol Btl. Sedacur Forte Drg. Madopar LT x 20 Trpf. um h (bei Bedarf/äußere Unruhe 1-2 x täglich 4-6 Tropfen) 1 um 6.30 h, 1 um h (Einnahme mehr bedarfsweise) 1/2 um h (bei Bedarf tagsüber 1/2 Tbl.) 1 um (bei Bedarf) 1 um h (bei Bedarf) 1 um (bei Bedarf) 1/4 bei starken Verkrampfungen Madopar LT Dept. of Stereotaxy University 1/2 bei sehr of starken Cologne Verkrampfungen

17 Medication Schedule after Operation morgens mittags abends Methizol ½ 0 ½ Nebilet Insidon 0 0 1

18 Dystonie Willkürlich nicht beeinflussbare Bewegungen (genetisch determiniert oder erworben) - Lokalisiert -Segmental - Generalisiert

19 THS bei Dystonie

20 Tiefe Hirnstimulation bei psychiatrischen Erkrankungen Zwangskrankheit Tourette-Syndrom Unipolare Depression Drogenabhängigkeit? Demenz? Autismus?

21 Nucl. Accumbens: Zielpunkt Atlas of of Mai, Mai, frontal section mm mm rostral of of CA. CA. Target --Point (head of of arrow): 3 mm mm rostral CA, CA, 6 mm mm right lateral of of midline, 4 mm mm ventral of of AC-PC line. line. Green: Rostral edge of of bed- nucleus of of stria terminalis,, white: caudal part part of of anterior limb of of internal capsule.

22 Tourette-Syndrom

23 Tourette-Syndrom 3 Monate post-op

24 Depressive Erkrankungen in Deutschland Ca. 10 % der Gesamtpopulation leidet unter vorübergehender oder persistierender Depression ( 8 Millionen Patienten) Therapie-refraktäre refraktäre unipolare Depression: ca. 10 % Patienten

25 Köln-Bonner Studie über THS bei unipolarer Depression Wichtige Einschlusskriterien: Lang anhaltende schwere Depression. Nicht behandelbar durch: Optimale Mediaktion Psychotherapie Elektro-Krampf-Therapie

26 Why Accumbens?

27 Köln-Bonner Studie zur DBS bei Unipolarer Depression: Ergebnisse Signifikante Verbesserung bei 50 % der Patienten

28 Tiefe Hirnstimulation und Demenz

29 Ch1-Ch2 = medial septal nucleus and vertical nucleus of the diagonal band of Broca Ch3 = horizontal nucleus of the diagonal band of Broca Ch4 = basal nucleus of Meynert Ch4p = magnocellular groups caudal to the supraoptic nucleus CH4

30 Herr L. (71 J) - M. Parkinson, seit 2 Jahren schwerste progrediente Demenz

31 NBM Simulation bei Alzheimer: ADAS Mittelwerte von 5 Patienten Vergleichswerte entnommen aus Bernick et al., Durchschnittliche Verschlechterung um 7,4 Punkte über 18 Monate

32 Ethische Fragestellungen Möglichkeit der Manipulation Beeinflussung freier Willensentscheidungen Neuroenhancement,, d.h. Verbesserung spezifischer Hirnleistungen gesunder Menschen

33 Hirnerkrankungen und freier Wille Lokalisierte Verletzungen des Gehirns können k die Freiheit des Willens teilweise oder vollständig aufheben. Beispiele: Zwangskrankheit Tourette-Syndrom

34 Tiefenhirnstimulation bei Zwangskrankheit Durch Neuromodulation sollen fehlregulierte Regelkreise stabilisiert werden. Ziel ist die Wiederherstellung der neurobiologischen Bedingungen, unter denen freier Wille möglich m ist.

35 Neuroenhancement Verbesserung der Gehirnleistung durch: Gezieltes Training Drogen (Psychostimulantien) Nichtinvasive Hirnstimulation (TMS) Cortikale und Tiefe Hirnstimulation

36 Super-Learning Conditioning Through DBS in the Reward System

37 Gefahren des Neuro-Enhancements Verbesserung der Leistungsfähigkeit spezifischer Areale kann andere Hirnareale beeinträchtigen und z.b. zu emotionalen Störungen führen. Wie beim Doping im Sport würde Neuroenhancement zu einer Verschiebung kognitiver Standards führen.

38 Spezifische Fähigkeiten F des menschlichen Gehirns Hochentwickelte Sprache Abstraktes Denken Empathie Bewusstsein Freie Willensentscheidung Broca- Sprachzentrum Wernicke- Sprachzentrum

39 Islands of Performance - Savants Example: Eidetic memory Often on the cost of severe mental and emotional deficits

40 Das Unbegreifliche begreifen... Immanuel Kant Grundlegungen zur Metaphysik der Sitten (1785)