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Spezialbrille gegen Migräne?

Physiker suchen nach den Ursachen der Kopfschmerz-Attacken

Von Frank Grotelüschen

Ein kommender Migräneanfall kündigt sich oft mit Sehstörungen an.
Ein kommender Migräneanfall kündigt sich oft mit Sehstörungen an. (Frank Grotelüschen)

Medizintechnik. - Migräne ist eine Volkskrankheit. Die genauen Ursachen aber liegen noch im Dunkeln. Doch nicht nur Mediziner suchen nach ihnen, sondern auch Physiker – und zwar mit ausgefeilten Rechnersimulationen. Ihre neusten Ergebnisse stellten die Forscher auf der Jahrestagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft vor, die heute in Berlin zu Ende geht.

Migräne – das assoziiert man gemeinhin mit bohrenden, quälenden Kopfschmerz-Attacken. Bei manchen Betroffenen aber geht dem Schmerz eine Art Vorläufer voraus. Experten wie Markus Dahlem vom Institut für Theoretische Physik sprechen von der Aura.

"Da gibt’s alle möglichen neurologischen Reiz- und Ausfallerscheinungen, die im wesentlichen unsere Sinne betreffen. Zum Beispiel den Sehsinn, da kann etwas durchs Gesichtsfeld laufen. Bis zu Wortfindungsschwierigkeiten, die auftauchen. Es gibt einen ganzen Zoo von Symptomen. Dann weiß der Patient: In einer halben Stunde tritt mein Kopfschmerz ein."

Seit einigen Jahren ist klar, dass diese Aura mit einer so genannten Erregungswelle zusammenhängt. Darunter versteht man eine gesteigerte Aktivität der Hirnzellen, die im Hinterkopf in der Sehrinde entsteht und sich mit einer Geschwindigkeit von drei Millimetern pro Minute ausbreitet. Die Folge, so Dahlem:

"Im Prinzip merkt der Patient, dass was durch sein Gesichtsfeld läuft. Zum Beispiel vom Zentrum des Gesichtsfelds nach außen. Das entspricht einer Welle, die in der Sehrinde läuft. Der Teil der Sehrinde, der betroffen ist, funktioniert nicht mehr richtig und gaukelt dem Patienten vor, dass er dort was sehen würde, was gar nicht da ist."

Diese Aura dauert etwa 30 Minuten – und kann gefährlich werden. So könnte ein betroffener Autofahrer genau dort eine leere Straße wahrnehmen, wo in Wirklichkeit gerade ein Radfahrer strampelt. Wodurch eine Aura ausgelöst wird – das versuchen die Berliner Physiker mit Hilfe von Computersimulationen herauszufinden. Diese Simulationen bilden zwar nicht das gesamte Hirn im Rechner nach, wohl aber einige der entscheidenden Mechanismen, sagt Professor Eckehard Schöll.

"Das sind die Neuronen, die auf der Sehrinde angeordnet sind. Die sind miteinander vielfach verknüpft und verbunden. Man sieht, dass sie über weite Verbindungen miteinander verschaltet sind. Wenn elektrische Pulse hier langlaufen, haben wir eine Erregungswelle."

Besonders wichtig scheinen dabei die so genannten Rückkopplungen zu sein. Jede Hirnzelle besitzt Empfangs- und Sendeantennen. Mit denen kann sie mit anderen Zellen kommunizieren und bei Bedarf auch Signale rückkoppeln. Ebendiese Prozesse haben Schöll und Dahlem simuliert. Eckehard Schöll:

"Dann haben wir folgendes gefunden: Nehmen wir an, diese Rückkopplung ist vorhanden, und unser Modell befindet sich in einem Bereich, in dem sich keine Welle ausprägen kann. Das wäre das Modell eines Gesunden. Wenn wir jetzt diese Rückkopplung unterdrücken, dann verschiebt sich die Grenze plötzlich in einen Bereich, in dem sich Wellen ausbreiten können."

Das legt den Verdacht nahe, dass es die fehlenden Rückkopplungen sind, die für die Entstehung der Erregungswelle verantwortlich sind – und damit für die Migräne-Aura. Vielleicht, so spekulieren nun manche Experten, ließe sich die Aura verhindern, indem man die fehlenden Rückkopplungen künstlich von außen zuführt. Nur: Wie soll das aussehen? Forscher aus Jülich setzen auf eine Art Brille. Spezialsensoren am Hinterkopf messen die Hirnströme. Ihre Signale steuern Dioden, die vorne in der Brille eingesetzt sind. Diese Dioden produzieren helle, flackernde Lichtblitze. Dem Betroffenen, der die Brille auf der Nase hat, werden dadurch die eigenen Hirnimpulse zeitverzögert als visuelle Reize vorgespielt. Diese Reize beeinflussen dann wieder die Neuronen im Gehirn. Schöll:

"Dann hätte man eine Rückkopplungsschleife extern, von außen realisiert. Man versucht, diese Methode nutzbar zu machen, um die Reizwellen im Gehirn damit zu beeinflussen."

Die Hoffnung: Die flackernden Lichtmuster aus der Brille dämpfen die Erregungswelle und unterdrücken damit die Aura. Getestet wurde die Brille bislang nur bei Gesunden, mit durchaus viel versprechenden Ergebnissen. Ob sie auch bei einer Migräneattacke wirkt, muss sich noch zeigen. Und ob dann nicht nur die Aura, sondern womöglich sogar der Kopfschmerz ausbleibt, ist derzeit überhaupt noch nicht zu sagen.

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