Meeting News: Schädigen Anfälle das Gehirn?

Dieser Workshop zielte darauf ab, die Frage zu diskutieren, ob isolierte, kurze Anfälle das Gehirn schädigen. Obwohl Wissenschaftler und Kliniker seit langem wissen, dass verlängerte Anfälle, ein Zustand, der als „Status epilepticus“ bezeichnet wird, Gehirnzellen abtöten, gibt es überraschend wenig wissenschaftliche Beweise, die die Vorstellung stützen, dass einzelne Anfälle Schaden anrichten., Dies bedeutet nicht, dass einzelne Anfälle das Gehirn nicht schädigen, aber der Nachweis eines solchen Schadens ist aus einer Reihe von Gründen schwierig:

• Es ist oft schwierig, die zugrunde liegende Hirnverletzung, die Anfälle hervorruft, von den Auswirkungen der Anfälle selbst zu trennen.
• Die meisten Tiermodelle zur Untersuchung von Epilepsie beinhalten verlängerte Anfälle.
• Patienten mit Epilepsie werden oft erst untersucht, nachdem sie seit vielen Jahren Anfälle hatten, und Kliniker haben keine Informationen, wie MRT-Scans, der gleichen Personen vor ihrer Epilepsie entwickelt.,

Langsam häufen sich jedoch wissenschaftliche Daten, die darauf hindeuten, dass wiederkehrende Anfälle zu einer Nervenzellverletzung im Gehirn beitragen können, was mit einem Rückgang der kognitiven Funktion und Lebensqualität einhergehen kann.

Tiermodelle der Epilepsie
Am ersten Tag diskutierten die Forscher experimentelle Studien mit Tiermodellen der Epilepsie, typischerweise Labornagern (Ratten und Mäuse), bei denen Anfälle induziert und nachfolgende Veränderungen im Gehirn gemessen werden., Eine Möglichkeit, festzustellen, ob Anfälle Schäden verursachen, besteht darin, festzustellen, ob epileptische Tiere in bestimmten Gehirnbereichen weniger Nervenzellen haben. Die Forscher zählen die Zellen mit ausgeklügelten computergestützten statistischen Analysen, einer Technik, die als unvoreingenommene Stereologie bekannt ist. Diese Technik stellt jedoch erhebliche technische Herausforderungen dar, da das Gehirn (im Gegensatz zu anderen Organen) unregelmäßig geformte Strukturen mit vielen verschiedenen Zelltypen enthält.

In einigen Experimenten wird elektrische Stimulation verwendet, um Anfälle bei Ratten zu induzieren (als „elektrisches Anzünden“bezeichnet)., Diese Studien haben gezeigt, dass bestimmte Populationen von Gehirnzellen nach einzelnen oder wiederholten kurzen Anfällen absterben können. Molekulare Signale in Nervenzellen führen zu deren Tod. Forscher haben viele der chemischen Wege identifiziert, auf denen dies geschieht. Infolgedessen kann es möglich sein, „neuroprotektive“ medizinische Behandlungen speziell zu entwickeln, um diese Art von Verletzung zu verhindern.

Diese Studien haben auch gezeigt, dass bestimmte Gene das Gehirn schützen oder es anfälliger für Verletzungen nach Anfällen machen können., Durch den Vergleich von Mäusestämmen, in denen viele Gehirnzellen nach Anfällen sterben, mit anderen Mäusestämmen, in denen dieselben Nervenzellen überleben, sind Wissenschaftler nun einer Reihe dieser wichtigen Gene auf der Spur.

Epileptische Anfälle beeinträchtigen die Gehirnfunktion auf andere Weise als das Abtöten von Zellen. Die Neuverkabelung der Gehirnschaltung und die Geburt neuer Gehirnzellen (Neuronen und Glia) können beide zu Anfällen führen. Die Diskussion am Ende des ersten Tages konzentrierte sich auf die Definitionen der Schäden und mögliche Verbesserungen in Tiermodellen zur Untersuchung von Epilepsie-Hirn-Verletzungen.,

Studien am Menschen
Der zweite Tag konzentrierte sich auf Studien zur Epilepsie bei Individuen oder Populationen. Viele der Präsentationen konzentrierten sich auf die Verwendung der MRT des Gehirns zur Messung von Verletzungen nach wiederkehrenden Anfällen. Durch den Einsatz neuer MRT-Techniken wie MRT-Volumetrie oder Magnetresonanzspektroskopie (MRS) können Forscher Veränderungen im Gehirn im Laufe der Zeit im Verlauf der Epilepsie messen.

Andere diskutierten die Rolle längerer Anfälle im frühen Leben als Risikofaktor für die spätere Entwicklung von Epilepsie., Eine wichtige Studie, die am Duke University Medical Center durchgeführt wird, ist die Identifizierung von Säuglingen und Kleinkindern mit anhaltenden Anfällen durch Fieber (Fieberstatus epilepticus). Die Forscher führen eine Reihe von MRT-Scans an jedem dieser Kinder über mehrere Jahre durch und versuchen herauszufinden, ob bereits Hirnschäden vorliegen und ob diejenigen, die wiederkehrende Anfälle entwickeln, weitere Nervenzellverletzungen haben werden.

In einigen Präsentationen wurden Studien zu epileptischem menschlichem Hirngewebe beschrieben, das während der Operation zur Behandlung der fokalen Epilepsie (hauptsächlich Temporallappenepilepsie) entfernt wurde., Seit vielen Jahren wissen wir, dass bei Epilepsie bestimmte Nervenzellen in bestimmten Bereichen des Gehirns, wie dem Hippocampus, verloren gehen, aber diese Studien zeigen, dass die Höhe des Schadens von dem Alter abhängen kann, in dem die Epilepsie begann. Die Forscher diskutierten die Bedeutung der Korrelation der Befunde in Tierversuchen mit der Forschung an menschlichen Epilepsien.

Aufregende neue Forschung zielt darauf ab, Veränderungen in der Expression (der Menge an Protein, die ein Gen produziert) von Hunderten von Genen nach Anfällen gleichzeitig zu messen., Diese neue Technologie, die als genetische Mikroarrays oder „Genchips“ bezeichnet wird, bietet ein großes Potenzial für Einblicke in die Auswirkungen von Epilepsie auf das Gehirn auf der Ebene einzelner Moleküle.

Die Auswirkungen von Anfällen im frühen Leben
Der dritte Tag des Workshops widmete sich Tiermodellen von Epilepsie im Kindesalter und Veränderungen im Gehirn, die durch Anfälle während der frühen Entwicklung verursacht wurden., Untersuchungen, die über mehrere Jahrzehnte durchgeführt wurden, legen nahe, dass eine anfallsbedingte Hirnverletzung stark vom Entwicklungsalter abhängt, wobei das jugendliche und erwachsene Gehirn anfälliger für Schäden und Neuverkabelungen nach Anfällen ist als das Gehirn des Neugeborenen.

Neuere Tierstudien zeigen, dass Anfälle früh im Leben die Lern-und Gedächtnisleistung im Erwachsenenalter beeinträchtigen., Experimente mit Tiermodellen mit verlängerten Fieberkrämpfen im Säuglingsalter (Anfälle durch hohes Fieber) haben gezeigt, dass diese Art von Anfällen zu Veränderungen der Gehirnstruktur und-funktion führen kann, die viele Monate andauern.

Gruppendiskussionen konzentrierten sich auf die Wichtigkeit, die Auswirkungen von Anfällen im frühen Leben zu untersuchen und festzustellen, warum Epilepsie das Gehirn in verschiedenen Altersstufen unterschiedlich beeinflusst.

Kognitive Effekte
Präsentationen während des letzten Tages behandelten neuropsychologische Forschung zu kognitiven Veränderungen durch Epilepsie bei Kindern und Erwachsenen verursacht., Im Mittelpunkt der Gespräche standen die Auswirkungen von Epilepsie auf das lernen, Gedächtnis, Sprache und anderen höheren Funktionen des Gehirns. Es wurde betont, dass die Forscher bald nach der Diagnose mit dem Studium der Patienten beginnen und ihren Verlauf mit sorgfältig ausgewählten neuropsychologischen Tests und bildgebenden Untersuchungen des Gehirns überwachen müssen. Die laufende Forschung zielt darauf ab, festzustellen, ob Veränderungen der kognitiven Funktion nach wiederkehrenden Anfällen mit Veränderungen der Gehirnstruktur oder-funktion korrelieren, die bei Neuroimaging (z. B. Gehirn-MRT oder PET-Scans) festgestellt werden., Funktionelle MRT (fMRI) ist eine neue Technik, die Veränderungen im Blutsauerstoff misst, um anzuzeigen, wann ein bestimmter Gehirnbereich aktiviert wird (in Gebrauch). Diese Methode ist ein äußerst vielversprechendes Instrument, das es Ärzten schließlich ermöglichen kann, die spezifischen Stellen der Gehirnfunktionen und die Entwicklung von Anfällen nicht-invasiv zu bestimmen, ohne beispielsweise Medikamente in Gehirnarterien zu injizieren oder EEG-Elektroden direkt über das Gehirn zu legen, wie wir es jetzt tun.,

Die Diskussion richtete sich auf die Schwierigkeiten bei der Unterscheidung der direkten Auswirkungen von Anfällen auf neuropsychologische Maßnahmen, die von den Auswirkungen des zugrunde liegenden Gehirn-Anomalien. Die Aufmerksamkeit wurde auch auf die Idee gerichtet, dass verschiedene Arten von Epilepsie die kognitive Funktion unterschiedlich beeinflussen, so dass weitere Forschungen über spezifische Formen der Epilepsie erforderlich sind.,

Schlussfolgerungen und zukünftige Richtungen
Der Workshop bot ein wichtiges Diskussionsforum für Epilepsieforscher aus verschiedenen Disziplinen mit jeweils einem anderen Ansatz, um zu verstehen, wie Anfälle das Gehirn beeinflussen. Viele Forschungskonflikte bleiben bestehen, aber das Treffen führte zu einer Reihe wichtiger vorläufiger Schlussfolgerungen und Richtungen für zukünftige Studien:

• Verlängerte Anfälle können das Gehirn eindeutig verletzen.
• Isolierte, kurze Anfälle verursachen wahrscheinlich negative Veränderungen der Gehirnfunktion und möglicherweise den Verlust spezifischer Gehirnzellen., Dies gilt jedoch nicht für alle Formen der Epilepsie und hängt wahrscheinlich stark von der Art des Anfalls und der spezifischen Ursache der Epilepsie ab.
• Eine verstärkte Zusammenarbeit zwischen Klinikern und Laborforschern ist unerlässlich.
• Bessere experimentelle Epilepsiemodelle von Relevanz für viele verschiedene, spezifische Formen der menschlichen Epilepsie sind dringend erforderlich.
• Neue und bessere Möglichkeiten, die Gehirnfunktion bei Patienten mit Epilepsie abzubilden, wären wertvoll.
• Weitere Langzeitstudien über den Verlauf der Epilepsie sind erforderlich., Eine solche Forschung sollte beginnen, sobald die Person Anfälle hat, und sollte wiederholte Neuroimaging und neuropsychologische Tests umfassen, um nach Hinweisen auf anhaltende Hirnverletzungen aufgrund epileptischer Anfälle zu suchen.

Details zu diesem Treffen wurden veröffentlicht, da Sutula T und Pitkänen A. Krampfanfälle verletzen das Gehirn. Fortschritte in der Hirnforschung 135. New York: Elsevier Science; 2002.