Das Gehirn ist sehr kompliziert. Erkenntnisse über grundlegende Mechanismen können nur durch Experimente erlangt werden.
Menschliches Nervengewebe
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Bei einigen Gehirnerkrankungen sind neurochirurgische Operationen notwendig oder stellen die beste Behandlungsmethode dar. So müssen viele Gehirntumore operativ entfernt werden. Bei einigen Epilepsiepatienten ist die operative Entfernung epileptischer Herde die einzig wirksame Behandlungsform. Bei Tumoroperationen und bei epilepsiechirurgischen Eingriffen werden die betroffenen Teile des Gehirns, die in ihrer Funktion stark beeinträchtigt sind, entfernt. Die Gewebeteile können als Gewebeschnitte untersucht werden und Aufschluss geben über die elementaren Prozesse, die epileptischer Aktivität beim Menschen zugrunde liegen.
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Nervengewebe von Affen und Nagetieren
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Paviane eines Stammes, der im Senegal vorkommt, haben epileptische Anfälle, die durch Flackerlicht ausgelöst werden. Die Anfälle entsprechen Anfällen des Menschen. Das Elektroencephalogramm des Pavians zeigt während des Anfalls die typischen epileptischen Signale.
Bestimmte Arten von Ratten haben spontan epileptische Anfälle, die menschlichen Anfällen gleichen. Es gibt Grand-mal und fokale Anfälle sowie Absencen. Außerdem sind einzelne Abschnitte des Gehirns von Nagetieren besonders anfallsbereit. Dazu gehört ein Bereich des Gehirns, der als "Hippocampus" bezeichnet wird.
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Nervengewebe von Schnecken und Insekten
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Das Gehirn von Schnecken ist besonders übersichtlich, weil es aus wenigen und großen Nervenzellen besteht. Ihre Verschaltung untereinander ist genau untersucht. Für die Erforschung epileptischer Phänomene in Zellverbänden sind sie daher besonders geeignet.
Auch Insekten können epileptische Phänomene zeigen. Ein Fruchtfliegenstamm (Shaker = Schüttler genannt) zeigt bei Berührung mit Äther Flügelzittern und Flattern, die als Auswirkungen von epileptischer Aktivität im Fliegengehirn angesehen werden. Im Zusammenhang mit einer Narkose (beispielsweise durch Äther) kann es auch beim Menschen zu epileptischen Anfällen kommen.
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Epileptische Anfälle der Tiere entsprechen denen des Menschen.
Es ist aber nicht bekannt, wie sich epileptische Aktivität entwickelt, erhalten bleibt und endet.
Erkenntnisse dazu sind in vielen Fällen auch nicht notwendig. Aus Erfahrung wissen wir, welche Wirkstoffe bei welchen Anfallsformen helfen. Dabei ist es also nicht dringend notwendig zu wissen, auf welche Weise die Wirkstoffe Anfälle verhindern. Es gibt aber Fälle, in denen man nicht auf Behandlungserfahrung zurückgreifen kann. In solchen Fällen muss man das Grundlagenwissen über die Mechanismen der Epilepsien anwenden. Die vorhandenen Ideen über die Natur der Epilepsien sind aber unzureichend.
Hemmung und Aktivierung im Nervensystem bei Epilepsie
Früher nahm man an, dass wenig Hemmung oder viel Aktivität im Nervensystem zu einem epileptischen Anfall führt. Viele Beobachtungen sprechen gegen diese Annahme. Heute ist bekannt, dass die einzelnen Nervenzellen an Epilepsie erkranken.
Entstehung der epileptischen Aktivität
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Einige Zellen im Nervensystem können ohne Beteiligung anderer Zellen "Schrittmacher-Potentiale" bilden. Diese Potentiale entwickeln sich zu epileptischen Potentialen. Warum erwerben Zellen im Randgebiet einer Verletzung des Gehirns oder eines Tumors die Fähigkeit, Schrittmacher-Potentiale zu bilden? Welche Prozesse sind dafür verantwortlich, dass sich die Potentiale zu epileptischen Potentialen verformen? Ist die Einrichtung von Schrittmacher-Potentialen der erste Schritt zur Epilepsie?
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Lernt das Gehirn epileptische Aktivität?
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Eine wiederholte schwache Reizung des Nervengewebes führt im Tierversuch oft zu epileptischer Aktivität ("kindling"). Dabei sind Prozesse wirksam, von denen man annimmt, dass sie im Zusammenhang mit Lernen und Gedächtnis wichtig sind. Anfälle können an Intensität und Häufigkeit zunehmen, wenn sie nicht mit Medikamenten unterdrückt werden. Hat in diesen Fällen das Gehirn epileptische Aktivität gelernt? Dann müsste es die Aktivität auch wieder vergessen können. Es gibt auch Menschen, deren Anfälle sich im Laufe der Zeit, auch ohne Medikamente einzunehmen, nicht verstärken.
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Übergang in den Status epilepticus
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Epileptische Anfälle dauern meist nur wenige Sekunden bis Minuten an. Warum hören Anfälle von selbst wieder auf?
Gelegentlich entwickelt sich aus einem Anfall ein Status epilepticus, bei dem ein Anfall unmittelbar dem vorausgegangenen Anfall folgt. Lebensgefahr besteht bei einem Status von Grand-mal Anfällen. Wie entsteht ein Status epilepticus? Wenn man die Mechanismen kennen würde, könnte man gezielt die Prozesse unterstützen, die Anfälle beenden.
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