Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Parkinson - "Störfeuer" aus dem Gehirn lässt die Patienten zittern

10.07.2008
Jülicher Forscher klären Ursache für Parkinson-Tremor auf

Typisches Symptom der Parkinson-Erkrankung ist das Zittern der Patienten. Einer Gruppe von Wissenschaftlern, darunter Professor Peter Tass vom Forschungszentrum Jülich, ist nun ein wesentlicher Schritt gelungen, den Mechanismus offenzulegen, der hinter diesem so genannten Tremor steckt: Nervenzellverbände in der Tiefe des Gehirns treiben selbst den Tremor an. Die Entdeckung bestätigt Tass' Forschungsarbeit für eine Therapie von Parkinson. Ein neuer Hirnschrittmacher soll die Zellen nachhaltig aus dem krankhaften Gleichtakt bringen.

Der heutige Beitrag in der renommierten Fachzeitschrift "Europhysics Letters" beweist, dass die Wissenschaftler aus dem Forschungszentrum Jülich, einem Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, auf dem richtigen Weg sind. Ihr neuer Hirnschrittmacher soll 2009 erstmals in großem Rahmen Parkinson-Patienten helfen. Bei Menschen, die an Parkinson leiden, ist die Kommunikation zwischen Netzwerken von Nervenzellen gestört. Diese "feuern" ihre Reize im gleichen Takt und verursachen damit das typische Zittern. Die Frequenz, die dabei gemessen wird, liegt bei 5 Hertz (Hz), also fünf Schwingungen pro Sekunde. In Deutschland gibt es offiziell etwa 150 000 Parkinson-Patienten; Schätzungen gehen aber von bis zu 450 000 Betroffenen aus.

Bisher nahmen Forscher an, dass der 5-Hz-Rhythmus in der Tiefe des Gehirns das Ergebnis von Nervensignalen ist, die von den Muskeln in den Gliedmaßen des Körpers zurück an das Gehirn gesandt werden. Die wissenschaftliche Bezeichnung für diese Rückmeldung lautet "propriozeptives Feedback". Das "Störfeuer", so die bisherige mehrheitliche Meinung, werde aber nicht vom Gehirn ausgesandt. Grund für diese Annahme war, dass die gemessene Frequenz des "propriozeptiven Feedbacks" und die in einem bestimmten Kernbereich des Gehirns im Thalamus und den Basalganglien nicht ganz synchron waren.

... mehr zu:
»Hirnschrittmacher »Parkinson

Mit einer Kombination mehrerer moderner Analyseverfahren gelang dem Team jetzt der Nachweis, dass nicht nur die Nervensignale von den Muskeln als Rückmeldung den krankhaften 5 Hz-Rhythmus im Gehirn antreiben. Für die Messungen pflanzten Neurochirurgen in Köln unter Leitung von Prof. Volker Sturm Patienten Elektroden ein, und Wissenschaftler im russischen Saratov berechneten zusammen mit den Jülicher Wissenschaftlern die gewonnenen Daten neu. "Auch Signale im Frequenzbereich von 5 Hz aus dem Kernbereich des Gehirns treiben den Tremor an", erläutert Peter Tass. "Der Unterschied: Die Rückmeldung von den Gliedmaßen ist eine schnelle und einfache Reizweiterleitung. Die Signale aus Thalamus und Basalganglien werden jedoch in bestimmte schleifenförmig angeordnete Nervenbahnen des Gehirns und des Rückenmarks geleitet. Damit ist die Dynamik komplizierter und der Laufweg länger."

Der Jülicher Mediziner, Mathematiker und Physiker sieht mit den neuen Erkennt¬nissen die theoretischen Grundlagen "seines" Hirnschrittmachers bestätigt. Das Gerät wirkt auf die gestörten Nervenzellen im Kerngebiet des Gehirns und löst sie nachhaltig aus dem Zwang, im gleichen Takt zu "feuern". Tass' Neuentwicklung stört das zwanghafte Bestreben nach Gleichschritt mit sehr milden, gezielten und zeitlich versetzten Reizen an verschiedenen Stellen. Dadurch gerät der Takt ins "Stolpern" und zerbricht. Im Unterschied zu den herkömmlichen Geräten dieser Art arbeitet der Jülicher Hirnschrittmacher deutlich schonender und braucht weniger Energie. Zudem wird das Nervengewebe so stimuliert, dass die Nervenzellen ihre krankhaft starken synaptischen Vernetzungen und damit ihr Bestreben, krankhafte Rhythmen auszubilden, verlernen können.

Der Schrittmacher besteht aus Elektroden, die gezielt an den fehlregulierenden Stellen im Gehirn platziert werden. Der so genannte Stimulator versorgt die Elektroden mit Energie und gibt ihnen Signale, die Nervenzellen im Hirn zu reizen. Unterhalb des Schlüsselbeins wird er unter der Haut eingepflanzt. Dünne Drähte verbinden ihn ebenfalls unter der Haut mit den Elektroden.

Peter Tass leitet die Arbeitsgruppe "Neuromodulation" am Institut für Neurowissenschaften und Biophysik - Bereich Medizin des Forschungszentrums Jülich. Zusammen mit Volker Sturm von der Universität Köln erhielt er 2005 den Schrödinger-Preis. Im folgenden Jahr waren beide für den Zukunftspreis des Bundespräsidenten nominiert.

Originalveröffentlichung:
D. A. Smirnov, U. B. Barnikol, T.T. Barnikol, B. P. Bezruchko, C. Hauptmann, C. Bührle, M. Marouf, V. Sturm, H.-J. Freund, P. A. Tass: "The generation of Parkinsonian tremor as revealed by directional coupling analysis"

Erhard Lachmann | Forschungszentrum Jülich GmbH
Weitere Informationen:
http://www.epljournal.edpsciences.org
http://www.fz-juelich.de/portal/forschung/highlights/parkinson

Weitere Berichte zu: Hirnschrittmacher Parkinson

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen
23.05.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Heiße Materialien: Fachartikel zum pyroelektrischen Koeffizienten
23.05.2017 | Technische Universität Bergakademie Freiberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium 2017: Internet of Production für agile Unternehmen

23.05.2017 | Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen

23.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen

23.05.2017 | Physik Astronomie