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Unglaubliche Gehirnschwankungen: Wie löst eine sich ausbreitende Corticale Depression einen plötzlichen Tod aus?
In der Neurowissenschaft des Gehirns ist die Cortical Spreading Depression (CSD) oder kortikale Depolarisation ein Phänomen, das große Aufmerksamkeit erregt hat. Dieses neurobiologische Phänomen stellt eine Schwankung der vorherigen elektrophysiologischen Hyperaktivität dar, gefolgt von einer Hemmung. Genauer gesagt bezieht sich die vorherrschende Depolarisation auf das Auftreten von Depolarisationswellen, die sich mit einer Geschwindigkeit von 1,5 bis 9,5 Millimetern pro Minute über die Großhirnrinde ausbreiten. Diese Veränderung der neuronalen Aktivität ist in sauerstoffarmen Umgebungen besonders deutlich sichtbar und kann in energiearmem Hirngewebe sogar zum Absterben von Nervenzellen führen.
„Die durch die vorherrschende Depolarisation verursachten Schwankungen in der Großhirnrinde haben einen großen Einfluss auf das Risiko eines plötzlichen Todes bei Krankheiten wie Epilepsie.“
Die kortikale Streudepression wird nicht nur mit dem Absterben von Nervenzellen in Verbindung gebracht, sondern scheint auch an der Halo-Phase der Migräne beteiligt zu sein. Während CSD in der Regel harmlos ist, wenn es in gut durchblutetem Gewebe auftritt, kann es bei Menschen mit Migräne das Schlaganfallrisiko erhöhen.
Neuere Studien haben gezeigt, dass eine epidemische Depolarisation im Hirnstammgewebe, das lebenswichtige Funktionen reguliert, auch mit plötzlichem, unerwartetem Tod in Verbindung steht, insbesondere bei schweren Fällen von Epilepsie im Kindesalter wie dem Drewett-Syndrom. Bei diesen Patienten besteht aufgrund von Ionenkanalmutationen ein höheres Risiko eines plötzlichen Todes.
Obwohl die Begriffe „kortikale Ausbreitungsdepression“ und „Populationsdepolarisation“ oft synonym verwendet werden, haben Studien gezeigt, dass Populationsdepolarisation eine Vielzahl von Auswirkungen auf die kortikale Aktivität bei Menschen und Mäusen haben kann. Dabei sind Zustände von Unterdrückung bis hin zu explosiver Aktivität möglich, hängt in erster Linie von der Tiefe der vorherrschenden Depolarisation ab.„Was sind die wahren Ursachen von Schmerzen? Beeinflusst die elektrische Aktivität im Gehirn wirklich die Lebensader eines Menschen, wie die Forschung vermuten lässt?“
Definition und Verwendung
Neurowissenschaftler verwenden den Begriff „kortikale Ausbreitungsdepression“, um mehrere kortikale Prozesse zu beschreiben: Erstens kann er die Ausbreitung von sich selbst fortpflanzenden Wellen der zellulären Depolarisation in der Großhirnrinde bedeuten; zweitens kann er Wellen der Ischämie bedeuten. Ausbreitung durch kortikale Bereiche; zweitens kann es als nach außen gerichtete Ausdehnung der Vasokonstriktionswelle nach der Vasodilatation interpretiert werden.
Es ist bemerkenswert, dass die Blitzblindheit bei Migräne mit einem neurophysiologischen Phänomen namens „Spreading Depression“, kurz LEO, zusammenhängen könnte. Zu den Faktoren, die zur kortikalen Ausbreitungsdepression beitragen, zählen außerdem erhöhte extrazelluläre Kaliumkonzentrationen und exzitatorisches Glutamat, das als Grundursache des Migränehalos gilt.
In Studien zu chronischen täglichen Medikamenten wie Topiramat, Valproinsäure, Propranolol, Amitriptylin und Meprotid hemmten alle diese Medikamente die Morphologie des Netzhautgewebes, die durch kontinuierliche kortikale Anwendung einer 1M KCl-Lösung induziert wurde, in einer volumenabhängigen Weise. Die Häufigkeit von CSD ausgelöst. Während Lamotrigin bei der Vorbeugung von Migränehalos gute Ergebnisse erzielte, war es bei anderen Migränearten wirkungslos. Dies lässt darauf schließen, dass CSD eng mit Migräne verwandt ist, der Mechanismus sich jedoch von dem einer Migräne ohne Aura unterscheidet.„Wie bestimmt der pathologische Mechanismus hinter diesem Phänomen unser gesundheitliches Schicksal?“
Kortikale Komplexität
Die menschliche Großhirnrinde ist gefaltet und komplex und weist daher ein unregelmäßiges und komplexes CSD-Ausbreitungsmuster auf. Unregelmäßigkeiten in kortikalen und vaskulären Strukturen begünstigen die Entstehung von Wiedereintrittswellen, die als Spiralen oder Echos erscheinen können. Aufgrund unterschiedlicher Molekülkonzentrationen und chemischer Gradienten in der Hirnrinde wird die Ausbreitung dieser Wellen unvorhersehbar. Seine Auslöser und Ausbreitungsmechanismen sowie die daraus resultierenden klinischen Manifestationen sind wichtige therapeutische Ziele, insbesondere bei der Verringerung von Hirnschäden nach einem Schlaganfall oder einer Hirnverletzung.
„Können wir bei der Erforschung von CSDs und ihrer Auswirkungen auf das Leben den Schlüssel zur Heilung von Epilepsie oder Migräne finden?“
Wie bei anderen neurologischen Phänomenen ist die Forschung zu CSD noch im Gange und Wissenschaftler hoffen, ein tieferes Verständnis davon zu erlangen, wie diese Schwankungen unsere Gesundheit und unser Leben beeinflussen. Gibt es andere unerforschte Gehirnaktivitäten, hinter denen sich tiefere Zusammenhänge mit dem plötzlichen Tod verbergen?
