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Prof. Dr. Braus ist Hochschullehrer im Universitätsklinikum Hamburg Eppendorf und Leiter des Arbeitsbereichs Bildgebung am dortigen Zentrum für Psychosoziale Medizin.
In seinem Vorwort gibt er einen kurzen Überblick über das vorliegende Buch:
"Im ersten Kapitel dieses Buches werden die historische Entwicklung und die aktuelle Funktion der Bildgebung in der Psychiatrie kurz dargestellt. Im zweiten und dritten Kapitel geht es um die Grundlagen der neuronalen Netzwerkmodelle zum Verständnis von Hirnfunktion und Psychopathologie. Der Schwerpunkt im zweiten Kapitel liegt auf dem neuroanatomischen Beitrag einzelner Gehirnregionen zum 'Konzert' der Hirnfunktion und der Schwerpunkt im dritten Kapitel auf der Plastizität als 'Grundlage der Partitur'. Die Verbindung zu den modernen bildgebenden Verfahren, z. B. zur funktionellen Kernspintomographie (fMRI), zur Magnetresonanz-Spektroskopie (MRS) und auch zur Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI) wird in den folgenden Kapiteln vermittelt, wobei zunächst im vierten Kapitel die Bildgebungsverfahren kurz vorgestellt und dann im fünften und sechsten Kapitel Untersuchungsergebnisse zu wichtigen psychiatrischen Erkrankungen präsentiert werden. Dabei geht es im fünften Kapitel vor allem um das Verständnis der Pathophysiologie und im sechsten Kapitel um die Behandlung seelischer Erkrankungen. Methodische Grenzen und künftige Chancen werden abschließend angedeutet."
Es folgt ein differenziert gegliedertes, sehr übersichtliches Inhaltverzeichnis. Hier nur die Titel der Hauptkapitel:
- Entwicklung und Funktion der Bildgebung in der Psychiatrie
- Neuroanatomie: Für die Psychiatrie wichtige Solisten im Konzert der Hirnfunktion
- Plastizität
- Methoden zur Darstellung der Hirnfunktion und Biochemie
- Aktuelle Aspekte der Bildgebung in der Psychiatrie
- Bildgebung und Psychopharmaka inkl. Plazeboeffekt
- Zusammenfassung und Ausblick
Sachverzeichnis
(Jedes Kapitel schließt mit einem ausführlichen Literaturregister!)
Naheliegende Euphorien und überzogene Objektivitätserwartungen, die sich oft mit den bildgebenden Verfahren verbinden, werden gleich im ersten Kapitel gedämpft:
"Beim 'EinBlick ins Gehirn' geht es um 'Bilder des Geistes' und nicht um 'Fotos des Geistes', Ein wichtiger Unterschied zwischen Bildern und Fotos besteht darin, dass Fotos eher die Wirklichkeit eins zu eins abbilden, vielleicht sogar festhalten wollen. Bilder dagegen denkt man zum Beispiel an solche von Salvador Dali im Vergleich zu Joan Miró oder von Pablo Picasso im Vergleich zu Marc Chagall sind in einem Kontext zu betrachten, im Kontext der Persönlichkeit des Künstlers, seiner Herkunft und Lebensgeschichte, seiner Motivation und Stimmungslage und auch im Kontext der ganz individuellen Wirkung auf den Betrachter. Alle Daten, die mit moderner Bildgebung erhoben werden, das gilt nicht nur in der Psychiatrie, sondern für jede Ultraschall- und computertomographische Untersuchung, sind ohne den individuellen Kontext oft nur schwer interpretierbar. Dieselben Grautöne oder Farbabstufungen können je nach Anamnese und klinischem Befund, je nach Alter und Geschlecht usw. ganz Unterschiedliches bedeuten." (S. 1)
Der Autor ist ein hochkompetenter neurowissenschaftlicher Spezialist, hat aber gleichwohl einen imponierenden Überblick über die angrenzenden Nachbardisziplinen. Die folgende Textprobe stammt aus einem Abschnitt zur Entwicklungspsychobiologie im zweiten Hauptkapitel:
"Zunächst hatte es Suomi (1991) bei Affen gezeigt: Wenn die Tiere frühe Traumatisierungen erfuhren, aus der Mutter-Kind-Beziehung herausgerissen und in eine gefährliche Welt geworfen wurden, so hatte dies nachhaltige Auswirkungen auf ihre Stressachse, motorische Entwicklung und Gedächtnisfunktion. Francis et al. (1999) sowie Liu et al. (2000) belegten am Rattenmodell über das sogenannte Grooming-Verhalten, dass auf den Menschen übertragen frühe Erfahrungen, also entweder Objektkonstanz mit verlässlicher Zuwendung, emotionale Wärme, kongruente Kommunikation, elterliche Fürsorge oder aber das Gegenteil davon, also Vernachlässigung, Missbrauch und fehlende 'Nestwärme', Auswirkungen haben auf die synaptische Plastizität in Neuronen von Schlüsselregionen der Stressreaktion wie dem Hypothalamus und der Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse. Mit dem Ergebnis, dass diese frühe Erfahrung allein ohne Einfluss genetischer Faktoren die Stressreaktivität mehr oder weniger ein für alle Mal determiniert. Wie rasch die Stressachse in Abhängigkeit von den äußeren Faktoren anspringt, wird wohl bereits in den ersten 6-9 Lebensmonaten entschieden. Dieses Ergebnis kann als ein Korrelat der Intentionalphase gelten, die Freud vor über 100 Jahren beschrieben hat (Details in Kandel, 1999).
Es ist davon auszugehen, dass bei Menschen mit geringer Stressreaktivität das Hippocampus-System und mit ihm das episodische Gedächtnis optimiert wird und Optimismus wie auch motorisches Explorationsverhalten leicht zu wecken sind. Bei raschem Anspringen der Stressreaktivität infolge der frühen Erfahrung wird dagegen eher die Amygdala-Funktion optimiert und mit ihr das emotionale Gedächtnis und die Bereitschaft zur Angstreaktion. Die frühe Erfahrung hat über die Stressreaktivität hinaus auch enorme Implikationen für die Vulnerabilität in Bezug auf das spätere Auftreten z. B. depressiver Störungen und Zwangserkrankungen." (S. 12/13)
Der Leser wird nicht nur mit den Resultaten, sondern auch gründlich mit den Funktionsweisen der bildgebenden Methoden vertraut gemacht:
"Bei einer PET-Untersuchung kann der direkte Blutfluss oder der Glukoseverbrauch quantifizierbar gemessen werden, was beides mit dem Energieverbrauch und der Arbeit des Gehirnareals korreliert. Die mit PET nachweisbare Korrelation zwischen der Durchblutung und der neuronalen Aktivität wurde als neurovaskuläre Kopplung bezeichnet. Bei der funktionellen Bildgebung geht es um etwas anderes. Hier wird ein Effekt gemessen, der schon seit den 50er-Jahren bekannt ist: die Veränderung der Magnetfeldhomogenität durch den Sauerstoffgehalt im Blut. Linus Pauling hatte damals beschrieben, dass oxygeniertes Hämoglobin eine andere magnetische Eigenschaft hat als desoxygeniertes Hämoglobin. Desoxygeniertes macht das Magnetfeld inhomogener und damit das Signal schlechter, während oxygeniertes Hämoglobin die Homogenität des Magnetfelds nicht stört. Der gemessene Effekt wird auch als BOLD-Effekt oder -Kontrast (Blood oxygen level dependent) bezeichnet.
Die funktionelle Bildgebung nutzt die Tatsache, dass es, kurz nachdem Neuronen aktiv waren bzw. Energie verbraucht haben, zu einem Konzentrationsanstieg von desoxygeniertem Hämoglobin in diesem Bereich kommt, wodurch das Magnetfeld inhomogener wird. Aus der Physiologie ist aber bekannt, dass bei erhöhtem lokalen Sauerstoffverbrauch der Blutfluss an dieser Stelle innerhalb von wenigen Sekunden zunimmt und oxygeniertes Hämoglobin in dieses Kapillarbett im Überschuss gelangt. Somit wird das Magnetfeld an dieser Stelle nach 2- 3 Sekunden homogener. Das Signal lässt sich nun im Prozentbereich verstärkt messen. Rosen et al. wiesen 1991 nach, dass die invasive Registrierung dieser Veränderung des arteriellen Blutflusses und das nicht invasiv messbare fMRI-Signal weitgehend parallel verlaufen. Die mit dem fMRI-Signal korrelierende Verfügbarkeit von oxygeniertem Hämoglobin an einer bestimmten Stelle ist jedoch kein quantitatives Maß für den dortigen Sauerstoffverbrauch.
Mit fMRI wird also die Homogenisierung des Magnetfeldes an der Stelle gemessen, an der verstärkt oxygeniertes Hämoglobin zur Verfügung gestellt wird, also dort, wo das Gehirn aufgrund neuronaler Aktivität Energie verbraucht. Aus Tierexperimenten ist bekannt, dass diese Homogenisierung im Umkreis von 2- 3 mm³ um die neuronale Aktivität geschieht. Damit ist die fMRI ein indirektes Verfahren, um die lokale Verfügbarkeit von oxygeniertem Hämoglobin zu messen, die selbst wiederum mit einer kurz zurückliegenden neuronalen Aktivität zusammenhängt. Mittels komplexer Auswertealgorithmen und statistischer Verfahren werden die dabei gemessenen MR-Signalveränderungen als statistische parametrische Landkarten (maps) farblich kodiert dargestellt." (S. 55-57)
So aus dem Zusammenhang gerissen, mag der Text manche Leser überfordern, aber alle Termini werden verständlich erklärt und mit zahlreichen Abbildungen erläutert, so daß auch Nichtmediziner nicht verzweifeln müssen.
Besonders spannend ist das fünfte Hauptkapitel, weil es an sehr unterschiedlichen Störungsbildern (Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung, Schizophrenie, Affektive Störungen, Posttraumatische Belastungsstörung, Demenzen, Suchterkrankungen, Pädophilie, Anorexia nervosa) die verblüffende Leistungsfähigkeit der doch noch sehr jungen bildgebenden Verfahren demonstriert. Die Darstellungen zur Aufmerksamkeitsdefizit-/ Hyperaktivitätsstörung und zur Posttraumatischen Belastungsstörung sollen einen kleinen Einblick vermitteln:
"Das hyperkinetische Syndrom, der Zappelphilipp von Heinrich Hoffmann (1844), das heute noch recht deskriptiv als Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) bezeichnet wird, ist mit einer Prävalenz von 3- 5% die häufigste psychische Störung im Kindes- und Jugendalter. Jungen sind etwa sechsmal häufiger betroffen als Mädchen. Zur Klinik gehören die situationsübergreifend auftretende motorische Unruhe, Ablenkbarkeit und Impulsivität. Die Erkrankung kann sich bis ins Erwachsenenalter fortsetzen und zeigt eine große Heterogenität. ....
In morphologischen MRI-Studien der 90er-Jahre fanden sich bei Patienten mit ADHS sowohl das Gesamtvolumen des Gehirns als auch das Volumen des Kleinhirns reduziert. Die Volumenminderung war rechts präfrontal betont. Der Nucleus caudatus von Patienten zeigte eine Aufhebung oder gar Umkehrung der Asymmetrie von Gesunden. Die vor allem für Jungen typische reifungsabhängige Volumenreduzierung im Nucleus caudatus blieb bei Patienten aus. Volumenverluste wurden dagegen im Globus pallidus beschrieben. Diese Befunde wiesen darauf hin, dass das Inhibitionsdefizit hyperkinetischer Kinder mit den Strukturen des fronto-striatalen Regelkreises assoziiert sein könnte. Größere Volumina in Strukturen dieses Regelkreises (Gyrus cinguli, rechter Nucleus caudatus, Globus pallidus) waren mit besseren Leistungen bei Inhibitionsaufgaben assoziiert. ....
Aus heutiger Sicht der Bildgebung hängt die ADHS auf der Makroebene mit einer frontostriatalen Dysfunktion zusammen, an der das anteriore Cingulum und das Striatum maßgeblich beteiligt sind. Diese Dysfunktion geht auf der Mikroebene einher mit einer Imbalance zentraler Katecholamine im noradrenergen, serotonergen und dopaminergen System. Im gängigen Modell bewirken die Dysfunktion und die Imbalance eine Inhibitionsstörung, die in Kombination mit Umwelteinflüssen in die vielfältige Symptomatik übergeht.
Zu den relevanten fMRI-Untersuchungen bei ADHS gehört die Studie von Bush et al. (1999) an erwachsenen Patienten. Unter fMRI-Bedingungen wurde ein Stroop-Test (Farbe-Wort-Interferenz-Test) durchgeführt. Hierbei geht es um Fehler- bzw. Konfliktdetektion bei der Informationsverarbeitung bzw. um den konzentrativen Widerstand gegenüber dominierenden Reaktionstendenzen. Gesunde Probanden aktivieren bei solch einem Test erfahrungsgemäß das anteriore Cingulum, einen wichtigen Supervisor, der mit Fehler- bzw. Konfliktdetektion zu tun hat. Bei ADHS-Patienten bleibt die Aktivierung des anterioren Cingulums während eines Stroop-Tests weitgehend aus. Die Patienten sind jedoch kortikal nicht untätig, sondern aktivieren scheinbar Umwegstrategien, wie die ausgedehnte und bei Gesunden nicht anzutreffende BOLD-Signalsteigerung der Inselregion zeigt. Diese Um- wegstrategien arbeiten allerdings ineffizienter als der 'lokale Spezialist'.
Sowohl das seit langem verfügbare Methylphenidat als auch der neue Wirkstoff Atomoxetin wirken auf die Störung im frontostriatalen Netzwerk und die Dysbalance an Neurotransmittern. Für Methylphenidat konnte dies unter pharmakologischer Challenge in einer fMRI-Studie von Vaidya et al. (1998) bei ADHS-Patienten auch auf der Ebene der Hirnfunktion nachgewiesen werden. Das anteriore Cingulum und das Striatum der Patienten waren unter Methylphenidat bei entsprechender Stimulation im Sinne einer funktionellen Normalisierung aktiv und ohne Methylphenidat wieder inaktiv." (S. 65/66)
Nun zur Posttraumatischen Belastungsstörung:
"Die posttraumatische Belastungsstörung (PTBS) gilt nach DSM-IV und ICD-10 als eine 'funktionelle' psychische Störung. Sie ist charakterisiert durch ein nach einem traumatischen Lebensereignis auftretendes Hyperarousal, intrusives Wiedererleben, Vermeidungsverhalten und eine Beeinträchtigung im Alltag. Die Lebenszeitprävalenz beträgt bei Männern 5-6% und bei Frauen 10-14%. Ende des 19. Jahrhunderts begann die wissenschaftliche Beschäftigung mit dieser Erkrankung u.a. durch Jean-Martin Charcot (1825-1893) und Sigmund Freud (1856-1939). Das damalige Erklärungsmodell legte intrapsychische, vor allem 'hysterische' Vorgänge zugrunde. Erst ab den 70er-Jahren wurden neurobiologisch orientierte pathogenetische Modelle erwogen. ....
Um die biologische Basis der PTBS zu erforschen, wurden zuerst die Auswirkungen des mit dem traumatischen Erleben verbundenen Stresses auf hormonale, immunologische und physiologische Parameter untersucht. Erwartungsgemäß zeigten sich dabei in Tiermodellen Kortisol und Katecholamine erhöht. Im Gegensatz zur rezidivierenden depressiven Störung wurde jedoch bei Patienten mit PTBS der Kortisolspiegel in vielen Studien reduziert gefunden. bei erhöhtem zentralen CRH, was zusammen mit einer vermehrten Hemmung der Kortisolausschüttung auf Dexamethason hin eher auf einen besonders sensitiven Feedback- Mechanismus innerhalb der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse hindeutet. Zudem existieren Hinweise, dass bei PTBS biologische Dysregulationen im Opioid-, glutamatergen, noradrenergen, serotonergen und neuroendokrinen System vorliegen. Auch Immunparameter wie Interleukine und Leukozyten waren verändert. ....
In der Gesamtschau der vorliegenden Ergebnisse aus der Bildgebung (Jatzko et al.. 2004) finden sich bei PTBS in erster Linie Störungen auf funktioneller, metabolischer und/oder struktureller Ebene im Emotions- und Aufmerksamkeitsnetzwerk, wobei im Vergleich mit Gesunden vor allem Veränderungen von Amygdala, Hippocampus und medialen präfrontalen Arealen zu nennen sind. Weniger konsistent finden sich außerdem Aufälligkeiten parietal, im Thalamus, in der Insel sowie in der Broca-Region. Verminderte Inhibitionsprozesse auf die Amygdalae mit veränderten emotionalen Verarbeitungs- und Aufmerksamkeitsprozessen sowie eine Dissoziation in der Funktion von Hippocampus, Amygdala und fronto-parietalen Hirnregionen spielen die größte Rolle (Hull, 2002)."
(S. 81/82)
Im letzten, zusammenfassenden Kapitel erhalten die bildgebenden Erhebungsmethoden ihren Standort im allgemeinen Kontext der psychiatrischen Diagnostik:
"Moderne Psychiatrie unter diagnostischem Aspekt ist ein Gebäude aus zahlreichen Bausteinen: Die Kenntnis des soziokulturellen Hintergrunds und das Krankheitsmodell des Patienten sind das Fundament der psychiatrischen Intervention, denn nur in diesem Kontext lassen sich die Symptome einordnen. Die differenzierte Anamnese mit frühkindlicher Entwicklung und psychosozialem Umfeld des Patienten bildet das Erdgeschoss. Darauf bauen die klinisch-neurologische Untersuchung, der sorgfältig erhobene psychopathologische Befund und die differenzierte neuropsychologische Untersuchung auf.
Die psychopathologischen Begriffe sollen dort, wo operationalisierte Definitionen vorliegen (z. B. AMDP-System), in der Kommunikation zwischen Ärzten in dieser Form verwendet werden. Alle genannten Befunde inklusive Labordiagnostik, DNA-Chips zur Charakterisierung von Vulnerabilitätsfaktoren und die Elektrophysiologie dienen dazu, den einzelnen Patienten besser zu charakterisieren, um die Standarddiagnostik und -therapien zu einer maßgeschneiderten zu machen. Die Ergebnisse der Bildgebung sind nur im Zusammenspiel mit allen diesen Informationen wirklich nutzbar. Es handelt sich um Bilder, nicht um Fotos des Geistes, die Einblick geben." (S. 110/111)
Bilanzierende Bewertung:
Dieter Braus gibt einen sehr informativen, gut verständlichen Einblick in die bildgebende Erfassung des menschlichen Gehirns. Besonders beeindruckend ist seine didaktische Sorgfalt: auf jeder Seite findet man eine Tabelle, eine Graphik, einen Info-Kasten, unterschiedliche Formen der Texthervorhebung oder eine farbige Abbildung. Insgesamt ist die Textgestaltung ästhetisch so gelungen, daß man das Buch immer wieder aufschlägt und sich seine Inhalte ohne großen Lernaufwand tief einprägen. Dieses Vergnügen sei gerade jenen Lesern gegönnt, die es sich längst abgewöhnt haben, anspruchsvolle Fachliteratur zu lesen.
Kurt Eberhard (Dez. 2004)
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