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Medizin

Schädel-Hirn-Trauma versetzt Gehirn in Schwingungen

Mittwoch, 4. April 2018

/Kuvien, stockadobecom

Palo Alto – Die Metapher, dass nach einer Hirnerschütterung die Glocken läuten, hat einen wahren Kern. US-Forscher zeigen in Physical Review Letters (2018; 120: 138101), wie ein leichtes Schädel-Hirn-Trauma das Gehirn von Sportlern in Schwingungen versetzt, wobei die Art der Schwingungen erklärt, warum einige Menschen nur kurz benommen sind, während andere eine schwere Hirnschädigung erleiden. 

In den USA ist in den letzten Jahren das Bewusstsein dafür gestiegen, dass die Hirnerschütterungen, die bei Kontaktsportarten wie American Football und Eishockey auftreten, keineswegs harmlos sind. Dabei stellte sich heraus, dass über die Pathomechanismen des Schädel-Hirn-Traumas überraschend wenig bekannt ist.

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Bioingenieure der Universität Stanford haben eine Methode entwickelt, mit der Hirnerschütterungen „live“ aufgezeichnet werden können. Der Sensor befinde sich in einem hufeisenförmigen Mundstück, das die Sportler während des Wettbewerbs tragen. Er enthält 3 Gyroskope zur Erfassung von Rotationen und 3 Akzelerometer zur Erfassung von linearen Beschleunigungen. Ein RF-Transmitter überträgt die Daten drahtlos.

Das Team um David Camarillo hat 31 Football-Spieler mit den Mundstücken ausgerüstet und später die Daten ausgewertet. Alle Spieler erlitten während des Matches zahlreiche Zusammenstöße, bei 2 Spielern kam es zu einer kurzen Bewusstlosigkeit. 

Die Aufzeichnungen zeigen, dass jeder Zusammenprall das Gehirn zu Schwingungen versetzt: Die Hirnmasse bewegt sich zunächst etwa 30-mal pro Sekunde hin und her, bis es wieder zur Ruhe kommt. Bei einem unkomplizierten Zusammenstoß treten einfache synchrone Schwingungen auf, die dem Gehirn wenig schaden. Zu einer Gehirnerschütterung kommt es laut Camarillo, wenn mehrere Schwingungen auftreten. Dann kommt es durch die Überlagerung von Wellen und Täler auch in tiefer gelegenen Hirnregionen zu Schäden. 

Besonders gefährdet ist das Corpus callosum, das die beiden Hemisphären des Großhirns miteinander verbindet. Hirnforscher wissen seit Längerem, dass diese Region häufiger beim Schädel-Hirn-Trauma beschädigt wird. Die von Camarillo vorgestellten Daten liefern dafür eine mögliche Erklärung. Die Forscher vermuten, dass die Art des Aufpralls einen Einfluss auf das Ausmaß der Hirnschädigungen hat. Besonders gefährlich scheinen rotierende Bewegungen zu sein, zu denen es bei einem seitlichen Aufprall des Schädel kommen kann, etwa beim Sturz vom einem Skateboard. 

Die Forscher hoffen, dass ihre Ergebnisse in Zukunft die Entwicklung von speziellen Schutzhelmen ermöglichen werden, die Rotationstraumata abbremsen, bevor es im Gehirn zu gefährlichen Schwingungen kommt. © rme/aerzteblatt.de

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