Gehirn und Persönlichkeit im Blick der Medizin
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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 Dept. of Stereotaxy University of Cologne „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 Dept. of Stereotaxy University of Cologne Das menschliche Gehirn 100 Milliarden Nervenzellen Jede einzelne Nervenzelle hat 1.000 bis 10.000 Kontakte mit anderen Nervenzellen Mehr Kontaktmöglichkeiten als Atome im Universum (≈1080) Dept. of Stereotaxy University of Cologne Kombinatorik Bundesliga mit 18 Fußballvereinen Mögliche Rangfolgen in der Tabelle: 18! = 18 * 17 * 16 * . . . * 3 * 2 * 1 = 6.402.373.705.728.000 ≈ 6402 Billionen 1014 Synapsen im Gehirn „Unendlich viele“ Kombinationsmöglichkeiten Mehr als alle Atome des Universums (≈1080) Dept. of Stereotaxy University of Cologne Gehirn und Computer Anders Sandberg University of Oxford „Eines Tages werden wir unsere Gehirne auf einen Computer laden können – was uns eine Art von Unsterblichkeit bescheren wird“ Dept. of Stereotaxy University of Cologne Der Spiegel 14/2008 Evolution des Hominiden-Gehirns Australopitekus Africanus: 3 – 2 Mio. Jahre Hirnvolumen: 500 cm3. Aufrechter Gang Homo habilis: 2 – 1,6 Mio. Jahre Hirnvolumen: 700 cm3. Einfache Steingeräte Homo erectus: 1,3 Mio. – 400.000 Jahre Hirnvolumen: 950 cm3. Nutzung des Feuers Neandertaler: 400.000 – 30.000 Jahre Hirnvolumen: 1470 cm3. Spiritualität Homo sapiens sapiens: 30.000 Jahre bis heute Hirnvolumen: 1330 cm3. Moderne Kultur Dept. of Stereotaxy University of Cologne Nach: G.L. Stebbins,1982 Evolution des Hominiden-Gehirns Empathie hoch gering Intensität der lokalen Mensch/Schimpansen-Unterschiede bei normalisierter Gesamthirngröße Empathie Aufmerksamkeit Sehen und Objektlokalisation Objekterkennung Dept. of Stereotaxy University of Cologne K. Zilles, Forschungzentrum Jülich Regelkreise am Beispiel des Morbus Parkinson Indirekter Regelkreis Direkter Regelkreis Cortex Cortex D2GPI Stri STN D2+ GPI Stri STN Stri – Striatum Glu Gaba Dopamin Gpi – Globus Pallidus Internus D2 – Dopamin 2-Rezeptor “Alexander de Long Modell“ Dept. of Stereotaxy University of Cologne Tiefe Hirnstimulation Dept. of Stereotaxy University of Cologne Computergest ützte Operationsplanung Computergestützte Dept. of Stereotaxy University of Cologne Tiefe Hirnstimulation • Minimal invasiv • Hoch selektiv • Reversibel (keine Schädigung des stimulierten Gewebes auch nach langjähriger Anwendung) Dept. of Stereotaxy University of Cologne Tiefe Hirnstimulation bei neurologischen Erkrankungen Morbus Parkinson Dystonie Schwere Tremorformen (essentieller Tremor, Tremor bei multipler Sklerose) Zentrale Schmerzsyndrome Dept. of Stereotaxy University of Cologne VIM - Stimulation Dept. of Stereotaxy University of Cologne Herr R. (60 J) - seit 16 J erkrankt Vor OP, medikamentöses OFF Dept. of Stereotaxy University of Cologne Herr R. (60 J) - seit 16 J erkrankt 1 Jahr nach der Operation, ohne Medikamente Dept. of Stereotaxy University of Cologne Medication Schedule before Operation Levodopa 100/25 Nacom 100 4.30 6.30 8 3/4 3/4 ½ 1 Madopar LT PK-Merz 100 1 10.30 12.30 1/2 ½ 13.00 1 1/2 ½ Cabaseril 1 mg 1/2 1 1 16.30 18.00 1/2 1/2 1/2 1 1 1 1/4 1/2 1/4 1/2 1 1/2 1/2 1 1 Urtica APS 14.30 1/2 22.30 1/2 1 1 1/2 1 1 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 1 x 20 Trpf. um 22.30 h (bei Bedarf/äußere Unruhe 1-2 x täglich 4-6 Tropfen) Magnesium Diasporal 300 Beutel 1 um 6.30 h, 1 um 20.30 h (Einnahme mehr bedarfsweise) Alprazolam 0,5 Tbl. 1/2 um 22.30 h (bei Bedarf tagsüber 1/2 Tbl.) Ascorvit 500 mg Drg. 1 um 20.30 (bei Bedarf) Movicol Btl. 1 um 16.30 h (bei Bedarf) Sedacur Forte Drg. 1 um 20.30 (bei Bedarf) Madopar LT 1/4 bei starken Verkrampfungen Madopar LT 20.30 1 2 Obsidan 25 19.30 1 Comtess 200 Motilium Tbl. 9.30 1 1/2 bei sehrof starken Verkrampfungen Dept. of Stereotaxy University Cologne 1 1 Medication Schedule after Operation morgens mittags abends Methizol ½ 0 ½ Nebilet 1 0 0 Insidon 0 0 1 Dept. of Stereotaxy University of Cologne Dystonie Willkürlich nicht beeinflussbare Bewegungen (genetisch determiniert oder erworben) - Lokalisiert - Segmental - Generalisiert Dept. of Stereotaxy University of Cologne THS bei Dystonie Dept. of Stereotaxy University of Cologne Tiefe Hirnstimulation bei psychiatrischen Erkrankungen Zwangskrankheit Tourette-Syndrom Unipolare Depression Drogenabhängigkeit ? Demenz ? Autismus ? Dept. of Stereotaxy University of Cologne Nucl Nucl.. Accumbens Accumbens:: Zielpunkt Atlas Atlasof ofMai, Mai,frontal frontalsection section2.7 2.7mm mmrostral rostralof ofCA. CA. Target Point (head of arrow): 3 mm rostral -PC line. AC bed Target - Point (head of arrow): 3 mm rostralCA, CA,66mm mmright rightlateral lateralof ofmidline, midline,44mm mmventral ventralof ofACAC-PC line.Green: Green:Rostral Rostraledge edgeof ofbedbednucleus , white: terminalis nucleusof ofstria striaterminalis, terminalis, white:caudal caudalpart partof ofanterior anteriorlimb limbof ofinternal internalcapsule. capsule. Dept. of Stereotaxy University of Cologne Tourette-Syndrom Dept. of Stereotaxy University of Cologne Tourette-Syndrom 3 Monate post-OP Dept. of Stereotaxy University of Cologne Depressive Erkrankungen in Deutschland Ca. 10 % der Gesamtpopulation leidet unter vor übergehender oder persistierender vorübergehender Depression ( ≈ 8 Millionen Patienten) Therapie -refraktäre unipolare Depression: Therapie-refraktäre ca. 10 % ≈ 800.000 Patienten Dept. of Stereotaxy University of Cologne K öln-Bonner Studie ü ber THS bei Köln-Bonner über unipolarer Depression Wichtige Einschlusskriterien: Lang anhaltende schwere Depression. Nicht behandelbar durch: • Optimale Mediaktion • Psychotherapie • Elektro -Krampf-Therapie Elektro-Krampf-Therapie Dept. of Stereotaxy University of Cologne Why Accumbens ? Accumbens? Dept. of Stereotaxy University of Cologne K öln-Bonner Studie zur DBS bei Köln-Bonner Unipolarer Depression: Ergebnisse Signifikante Verbesserung bei 50 % der Patienten Dept. of Stereotaxy University of Cologne Tiefe Hirnstimulation und Demenz Dept. of Stereotaxy University of Cologne 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 Dept. of Stereotaxy University of Cologne Herr L. (71 J) - M. Parkinson, seit 2 Jahren schwerste progrediente Demenz Dept. of Stereotaxy University of Cologne NBM‐Simulation bei Alzheimer: ADAS Mittelwerte von 5 Patienten Vergleichswerte entnommen aus Bernick et al., 2012. Durchschnittliche Verschlechterung um 7,4 Punkte über 18 Monate Dept. of Stereotaxy University of Cologne Ethische Fragestellungen •• M öglichkeit der Möglichkeit der Manipulation Manipulation •• Beeinflussung Beeinflussung freier freier Willensentscheidungen Willensentscheidungen •• „„Neuroenhancement“, Neuroenhancement“, d.h. d.h. Verbesserung Verbesserung spezifischer spezifischer Hirnleistungen Hirnleistungen gesunder gesunder Menschen Menschen Dept. of Stereotaxy University of Cologne Hirnerkrankungen und freier Wille Lokalisierte önnen Lokalisierte Verletzungen Verletzungen des des Gehirns Gehirns kkönnen die die Freiheit Freiheit des des Willens Willens teilweise teilweise oder oder vollst ändig aufheben. vollständig aufheben. Beispiele: Beispiele: •• Zwangskrankheit Zwangskrankheit •• Tourette -Syndrom Tourette-Syndrom Dept. of Stereotaxy University of Cologne Tiefenhirnstimulation bei Zwangskrankheit Durch Durch Neuromodulation Neuromodulation sollen sollen fehlregulierte fehlregulierte Regelkreise Regelkreise stabilisiert stabilisiert werden. werden. Ziel Ziel ist ist die die Wiederherstellung Wiederherstellung der der neurobiologischen neurobiologischen Bedingungen, Bedingungen, unter unter denen denen freier öglich ist. freier Wille Wille m möglich ist. Dept. of Stereotaxy University of Cologne Neuroenhancement Verbesserung der Gehirnleistung durch durch:: • Gezieltes Training • Drogen ((Psychostimulantien) Psychostimulantien) • Nichtinvasive Hirnstimulation (TMS) • Cortikale und Tiefe Hirnstimulation Dept. of Stereotaxy University of Cologne Super -Learning – Conditioning Through Super-Learning DBS in the Reward System Dept. of Stereotaxy University of Cologne Gefahren des Neuro -Enhancements Neuro-Enhancements Verbesserung ähigkeit spezifischer Verbesserung der der Leistungsf Leistungsfähigkeit spezifischer Areale Areale kann ächtigen und kann andere andere Hirnareale Hirnareale beeintr beeinträchtigen und z.B. z.B. zu zu emotionalen örungen fführen. ühren. emotionalen St Störungen Wie ürde Neuroenhancement Wie beim beim Doping Doping im im Sport Sport w würde Neuroenhancement zu zu einer ühren. einer Verschiebung Verschiebung kognitiver kognitiver Standards Standards fführen. Dept. of Stereotaxy University of Cologne Spezifische F ähigkeiten des Fähigkeiten menschlichen Gehirns Hochentwickelte Sprache Abstraktes Denken BrocaBroca- Sprachzentrum Sprachzentrum Empathie Bewusstsein Freie Willensentscheidung Dept. of Stereotaxy University of Cologne WernickeWernicke- Sprachzentrum Sprachzentrum Islands of Performance - „„Savants“ Savants“ Example: Eidetic Eidetic memory memory Often Often on on the the cost cost of of severe severe mental mental and and emotional emotional deficits deficits Dept. of Stereotaxy University of Cologne „Das Unbegreifliche begreifen ...“ Immanuel Kant Grundlegungen zur Metaphysik der Sitten (1785) Dept. of Stereotaxy University of Cologne
