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6. Januar 2014NEUROBILDGEBUNG
Die Entzifferung des Gehirns
Die Fortschritte der Bildgebung in den Neurowissenschaften treiben die Hirnforschung voran. Der Deutsche Ethikrat befasste sich mit der Frage, inwiefern Bilder vom Gehirn unser Menschenbild beeinflussen.
B
ewusstsein aus dem Rech- ner“, „Baukasten Gehirn“,„Die Hirningenieure“ – mit Über- schriften wie diesen ist die Hirnfor- schung derzeit in den Medien prä- sent. Nach der Dekodierung des menschlichen Genoms steht welt- weit ein neues Projekt im Zentrum:
die Erforschung des menschlichen Gehirns. Gleich zwei ambitionierte Projekte in Europa und in den USA
befassen sich damit (Kasten). Die Fortschritte vor allem in der medizi- nischen Bildgebung, etwa durch die funktionelle Kernspintomographie (fMRT), und in der Computertech- nik ermöglichen neue Erkenntnisse, die – so scheint es – auch unser Menschenbild verändern könnten.
Was lässt sich mittels Neurobild- gebung über die Persönlichkeit ei- nes Menschen, sein Erleben und sein Verhalten erfahren? Ist Neuro- bildgebung bei der Diagnose von psychischen Erkrankungen und bei der Beurteilung von Straftätern hilf- reich? Fragen wie diese standen im Mittelpunkt der Herbsttagung des Deutschen Ethikrates Ende 2013 in Düsseldorf. „Was uns dabei beson-
ders interessiert, ist die Frage, was die neuen Bilder vom Gehirn mit unserem Selbstverständnis zu tun haben“, erläuterte Prof. Dr. med.
Christiane Woopen, die Vorsitzende des Deutschen Ethikrates, zur Eröff- nung der Tagung. Dem Gehirn wer- de eine große Erklärungskraft zuge- sprochen. „Kommt es zu einer Zere- bralisierung unseres Menschenbil- des, und was hätte dies für Folgen?“
Zu verstehen, wie circa 86 Milli- arden Nervenzellen mit ihren Ver- schaltungen zusammenwirken, gilt als große Herausforderung für die Grundlagenforschung. Zur Lokali- sation von Hirnaktivierungen reicht die Auflösung der MRT-Bilder der- zeit nicht aus. Zusätzliche Informa- tionen bieten computerbasierte Hirnkarten, die auf der Analyse mi- krostrukturell erfassbarer Regionen in Gewebeschnitten beruhen.
Kombination der Verfahren Mit der Überlagerung von hochauf- lösenden anatomischen und von dy- namisch-funktionellen Informatio- nen seien heute Aussagen darüber möglich, in welche kognitive Aufga-
ben bestimmte Hirnareale involviert sind, erläuterte Prof. Dr. med. Katrin Amunts, Forschungszentrum Jülich.
Dennoch: „Das Gehirn ist nicht sta- tisch, es verändert sich während der Lebenszeit, und es interagiert auf sehr komplexe Weise mit externen und internen Faktoren. Dieses Wechselspiel ist uns bis jetzt nur im ersten Ansatz bekannt“, meinte die Forscherin. Um das Zusammenspiel etwa von genetischen Faktoren, Umweltbedingungen und sozialen Faktoren zu erfassen, ebenso um
„schwache Faktoren“ zu identifizie- ren, die zu interindividuellen Unter- schieden in der Hirnorganisation im Verlauf eines Lebens führen, brau- che man Kohortenstudien.
„Der Mensch sieht, denkt, fühlt, und nicht das Gehirn, die Seele, nicht der Geist oder das Bewusst- sein“, betonte Prof. Dr. med. Tho- mas Fuchs, Universitätsklinikum Heidelberg. „Bewusstes Erleben ist die Beziehung eines Lebewesens zu seiner Umwelt, gebunden an den gesamten Organismus. Das Gehirn ist das Organ, das diese Beziehung vermittelt.“ Die „Gehirnzentrie- rung“ der Neurowissenschaften vernachlässige die Wechselbezie- hungen zwischen Gehirn, Körper und Umwelt, warnte Fuchs.
In den Vorträgen und Diskussio- nen wurde deutlich, dass die Neuro- bildgebung inzwischen wichtige Ergebnisse zu jenen Vorgängen im menschlichen Gehirn liefert, die mit emotionalen und kognitiven Funktionen einhergehen. „Jede Form von Expertise hinterlässt Be- sonderheiten in Neuroanatomie und Neurophysiologie“, erklärte Prof.
Dr. Lutz Jäncke, Universität Zürich.
„Die Gehirne etwa von Streichern, Pianisten oder Tänzern lassen sich unterscheiden.“ Die Vielzahl von Daten, die durch die Bildgebung gewonnen wird, müsste jedoch in Kommt es zu
einer Zerebrali- sierung unseres Menschenbildes?
Mit dieser Frage befasste sich der Deutsche Ethikrat.
Abbildung: Deutscher Ethikrat
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6. Januar 2014 einen Zusammenhang gebrachtwerden. „Das geht nur über theore- tische Modellierungen“, meinte Jäncke. Wichtig dabei ist nach Mei- nung der Experten die interdiszipli- näre Zusammenarbeit mit Psycho- logie, Neurobiologie, Mathematik, Psychiatrie, Neurobiologie, Philo- sophie und anderen Disziplinen.
Ethischer Rahmen notwendig In der Psychiatrie werden bildge- bende Verfahren bereits eingesetzt, um Tumoren, Blutungen, Entzün- dungen und vaskuläre Schäden aus- zuschließen oder auch um neurode- generative Erkrankungen zu erken- nen. Künftig könnten sie auch einen wichtigen Stellenwert in der Dia - gnostik, Therapieplanung und Pro - gnostik psychischer Erkrankungen, etwa bei Psychosen, einnehmen, meinte unter anderem Prof. Dr.
med. Peter Gaston Falkai vom Uni- versitätsklinikum München. Für derartige Verfahren müsse jedoch ein ethischer Rahmen geschaffen werden, um vor allem mit prädikti- ven Aussagen verantwortungsvoll umgehen zu können. Das betrifft ebenso den Umgang mit sogenann- ten Zufallsfunden im Rahmen von Studien an gesunden Probanden.
Die ethische Problematik einer prognostischen Bildgebung erörter- te Prof. Dr. med. Alexander Drzez- ga, Universität Köln, anhand der Alzheimer-Demenz. Als Nachweis dieser Erkrankung in der Neuropa- thologie gelten vor allem Amyloid- Plaques. Neue Methoden der Bild- gebung ermöglichen „eine Art In- vivo-Histopathologie beim leben- den Menschen“. Für den nichtinva- siven Nachweis dieser molekularen Veränderungen im Gehirn werden dem Patienten leicht radioaktiv markierte „Spürsubstanzen“ inji- ziert, die an die Amyloid-Ablage- rungen binden. Mittels Positronen- emissionstomographie (PET) las- sen sich anschließend die Menge und das Verteilungsmuster dieser
„Tracer“ bildlich darstellen. Das Problem: „Pathologische Verände- rungen finden im Gehirn Jahre bis Jahrzehnte statt, ehe eine Sympto- matik auftritt“, erläuterte Drzezga.
Studien zufolge sind die Amy- loid-Plaques zudem bei circa 25 bis
30 Prozent der geistig gesunden Personen über 60 Jahre nachweis- bar. Die Einordnung dieses Befun- des sei schwierig: „Ist das ein Zu- fallsbefund, oder ist das prädiktiv?“
Eine Reihe von Studien lasse den Schluss zu, dass diese Personen ein erhöhtes Risiko haben, eine Alzhei- mer-Demenz zu entwickeln. Unklar ist jedoch, wie lange es dauert, bis die Erkrankung manifest wird.
Gleichzeitig gilt, dass ein positiver Amyloid-Scan nicht mit der Diagno- se Alzheimer-Demenz gleichzuset- zen ist, sondern nur eine per Biomar- ker molekular erfasste Pathologie darstellt, die möglicherweise kausal mit der Entstehung der Krankheit assoziiert ist. Den Chancen einer sehr frühen Diagnose stehen damit Risiken wie die eingeschränkten therapeutischen Optionen, die psy- chische Belastung der betroffenen Personen und viele Missbrauchs- möglichkeiten gegenüber.
Vor diesem Hintergrund emp- fiehlt Drzezga, dass Anwendungen der Amyloid-PET-Bildgebung als
„prognostisches Instrument“ sehr reglementiert und die Indikation klar umgrenzt sein müssen. „Ein Screening außerhalb klinischer Stu- dien ist sicherlich nicht sinnvoll.“
Die sorgfältige Aufklärung und Be-
gleitung Amyloid-positiver Perso- nen seien zudem wichtig.
Dass die Neurobildgebung, und hier vor allem funktionelle Verfah- ren wie EEG, PET und fMRT, in strafrechtliche Verfahren Eingang finden wird – etwa zur Lügendetek- tion, zur Feststellung der Schuldfä- higkeit oder mit Blick auf eine Si- cherungsverwahrung für eine Ge- fährlichkeitsprognose von Straftä- tern – zeichnet sich nach Meinung von Prof. Dr. Reinhard Merkel, Uni- versität Hamburg, bereits ab. Aber:
„Diese Verfahren ermöglichen nicht etwa eine direkte Beobachtung von Gehirnaktivität. Vielmehr generieren sie große Datenmengen, die über komplizierte Berechnungen Rück- schlüsse auf bestimmte neurophy- siologische Vorgänge ermöglichen und von diesen Vorgängen auf die damit korrelierten mentalen Prozes- se“, führte Merkel aus.
Kein Schuldnachweis
Aus Sicht der Anklage sind diese Verfahren heute daher noch kein ge- eignetes Mittel für den Schuldnach- weis, denn die individuelle Schuld des Angeklagten ist damit nicht be- weisbar. Ferner gilt: „Infrage kom- men Neuroimaging-Untersuchungen nur an solchen Prozessbeteiligten,
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Anfang 2013 hat die Europäische Union das Hu- man Brain Project (www.humanbrainproject.eu) gestartet mit dem Ziel, das gesamte Wissen über das menschliche Gehirn, dessen Funktionsbereiche und -prinzipien zu bündeln und mit computerbasier- ten Modellen virtuell nachzubilden. Die Kosten der auf zehn Jahre angelegten Flaggschiff-Initiative werden mit etwa 1,19 Milliarden Euro veranschlagt.Das von Prof. Henry Markram von der École Poly- technique Fédérale de Lausanne konzipierte und gemeinsam mit Prof. Dr. Karlheinz Meier von der Universität Heidelberg koordinierte Projekt soll Er- kenntnisse zum menschlichen Gehirn und seinen Erkrankungen ermöglichen.
Die Helmholtz-Gemeinschaft ist mit dem For- schungszentrum Jülich an dem Projekt beteiligt.
Dort entwickeln etwa Wissenschaftler um Prof. Dr.
med. Karin Amunts ein dreidimensionales Modell des menschlichen Gehirns auf der Grundlage von zyto- und rezeptorarchitektonischen, genetischen
und funktionellen Daten und erstellen Karten zu den Verbindungen verschiedener Hirnregionen (www.fz-juelich.de/inm/inm-1/DE/Home/home_
node.html). Weitere Projektpartner aus Deutsch- land sind unter anderem das Karlsruher Institut für Technologie und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt.
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In den USA hat mit der Brain Initiative fast zeitgleich ein ähnliches Vorhaben begonnen, das ebenfalls über mindestens eine Dekade lau- fen soll (www.nih.gov/science/brain). Die finan- zielle Ausstattung des von den National Institutes of Health koordinierten Projekts ist noch unklar, im Gespräch sind etwa drei Milliarden US-Dollar.Für 2014 sollen zunächst 100 Millionen US-Dol- lar in das Projekt fließen. Hinzu kommen Mittel aus privaten Instituten. Ziel ist es, eine Landkarte aller Aktivitäten im menschlichen Gehirn zu er- stellen und die Aktivität der Nervenzellen in Echt- zeit zu beobachten.
BIG SCIENCE-PROJEKTE ZUM GEHIRN
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6. Januar 2014 A 19 DARMKREBSVORSORGEAngebot sollte reformiert werden
Die Intensivierung der Darmkrebsvorsorge gemäß Nationalem Krebsplan bietet eine einmalige Gelegen- heit, das Screening dem derzeitigen Evidenzstand anzupassen.
Tanja Brüchert, Klaus Giersiepen und Studiengruppe*
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er Nationale Krebsplan sieht vor, künftig durch Einla- dungsschreiben die Teilnahmequo- ten am Kolon- und Zervixkarzi- nom-Screening zu steigern und eine„durchgängige Qualitätssicherung und Erfolgskontrolle“ einzuführen (1). Diese Arbeit setzt sich mit dem bisherigen gesetzlichen Angebot zur Früherkennung des Kolorekta- len Karzinoms (KRK) auseinander und schlägt auf der Basis der EU- Leitlinie (2) und weiterer aktueller Evidenz geringe Modifikationen am geplanten Einladungsmodell vor. Dieser Vorschlag würde eine wissenschaftlich fundierte Analyse der beiden bislang offenen Fragen erlauben: Welcher Screeningtest zeigt in Deutschland innerhalb von zehn bis 15 Jahren
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die höchste Effizienz bei der Senkung der KRK-Inzidenz/-Mor- talität – Sigmoidoskopie, Kolosko- pie oder immunologischer laborba- sierter Stuhltest?●
die höchste Akzeptanz durch die Bevölkerung?Die derzeitige Darmkrebsvorsor- ge (3) besteht aus:
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dem Guajak-basierten Stuhl- test auf okkultes Blut (gFOBT, Haemoccult®) in jährlichen Inter- vallen für 50- bis 54-Jährige bezie- hungsweise alle zwei Jahre für Per- sonen ab 55 Jahren.●
sowie der Früherkennungsko- loskopie, die seit 2002 alternativ zum gFOBT nach Vollendung des 55. Lebensjahres angeboten wird und bei unauffälligem Vorbefund nach Ablauf von weiteren zehn Jah- ren einmalig wiederholt werden kann.Der Nutzen des gFOBT in Bezug auf eine Inzidenz- und Mortalitäts- absenkung des KRK wurde vor Jahrzehnten in groß angelegten und teilweise bevölkerungsbezogenen randomisierten kontrollierten Stu- dien (RCT) belegt (4). Eine Sen- kung der Gesamtmortalität konnte allerdings bislang nicht nachgewie- sen werden.
Koloskopie: Goldstandard bei symptomatischen Patienten In der Darmkrebsdiagnostik ist der Nutzen der Koloskopie ohne Zwei- fel. Sie ist die Goldstandarduntersu- chung bei symptomatischen Patien- ten. Ihr Nutzen als Screeningmaß- nahme bei asymptomatischen Pro- banden ist allerdings nicht hinrei- chend belegt. Bisher gibt es nur moderate Evidenz aus Fall-Kon- trollstudien (5, 6) und aus Hoch- rechnungen der reduzierten Karzi- nomentstehung aus vorausgehen- den Adenomen oder Polypen, die anlässlich von Koloskopien ent- fernt wurden (6, 7). Der Nachweis einer sinkenden KRK-Inzidenz oder KRK-Mortalität durch den Einsatz der Koloskopie als Scree- ningmaßnahme wurde in RCTs bis- lang nicht erbracht.
Das derzeitige, aus dem Jahr 2002 stammende Evaluationskon- zept ist lediglich in der Lage, Pro- zessparameter, wie die Teilnahme-
*Ergebnis der Seminarveranstaltung „Bevölke- rungsbezogenes Screening – Evidenz und Evalua- tion“ im Wintersemester 2012/2013 im Master- Studiengang „Public Health“ an der Universität Bremen. Teilnehmer der Studiengruppe: Tanja Brüchert, Klaus Giersiepen, Adele Grieseler, Judith Hartmann, Lisa Hilz, Maria Kallenbach, Carsten Schröder, Simone Steingrube, Frauke Wichmann Universität Bremen,
Zentrum für Sozial - politik, Abteilung Ge- sundheitsökonomie, Gesundheitspolitik und Versorgungsforschung:
Dr. med. Giersiepen Universität Bremen, Institut für Public Health und Pflege - forschung: Brüchert
die nach vorheriger Aufklärung ohne Nötigungsdruck in den Test einge- willigt haben“, erklärte Merkel. Kei- nes dieser Verfahren funktioniere derzeit nämlich ohne Kooperation des Probanden. Der Rechtsexperte sieht drei notwendige Bedingungen für eine künftige Anwendung von Neuroimaging in Strafverfahren: Es muss klargestellt werden, dass den Resultaten dieser Verfahren für den individuellen Fall nur ein geringer indizieller Beweiswert zukommt.
Darüber muss der neurowissen- schaftliche Gutachter den Richter aufklären. Zudem dürfen nur qualifi- zierte Gutachter die im Verfahren gewünschten Tests durchführen.
In Maßregelverfahren hingegen, und hier vor allem in der Siche- rungsverwahrung, stehen laut Mer- kel die Methoden der Neurobildge- bung unmittelbar vor ihrer Einfüh- rung. Denn für die Prognose der künftigen Gefährlichkeit eines Häft lings sei der Staat verpflichtet, alle verfügbaren Erkenntnismög- lichkeiten auszuschöpfen. Derzeit werden psychiatrische Gutachten hierfür eingeholt, die fehleranfällig sind. Mit Blick auf einzelne mögli- che Dispositionen zu deliktischem Verhalten, etwa Pädophilie oder kriminelle Psychopathie, werden Neuroimaging-Verfahren schon in näherer Zukunft einsetzbar sein, meinte Merkel. „Sie können das klassisch-psychiatrische Gutachten auf absehbare Zeit zwar nicht erset- zen, aber sie sollten es nach Mög- lichkeit ergänzen“, empfahl er.
Generell waren sich die Experten einig darüber, dass die bildgeben- den Verfahren zu Erkenntnissen und Eingriffsmöglichkeiten führen können, die die Wissenschaften und die Gesellschaft dringend überden- ken müssen. Gleichzeitig wurden auch Warnungen vor der Über- schätzung solcher Verfahren und vor einer Naturalisierung unzurei- chend verstandener komplexer Zu- sammenhänge laut. Denn um die Hirnorganisation mit einem konkre- ten Verhalten oder einer Erkran- kung in Verbindung zu bringen, muss immer auch die kulturelle, ge- sellschaftliche und ethische Dimen- sion berücksichtigt werden.
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Heike E. Krüger-Brand
