Wie wach ist das Gehirn unter Narkose?

Früher wurden unter anderem Lachgas, Alkohol oder betäubende Pflanzen bei medizinischen Eingriffen eingesetzt. Mittlerweile ist es gang und gäbe, Operationen unter Narkose durchzuführen. Doch wie wach ist unser Gehirn in diesem Zustand eigentlich?

Betäubung durch Lachgas, Alkohol und Pflanzen

Bis zur erstmaligen Einsetzung der Vollnarkose im Jahr 1846 im Bostoner Massachusetts General Hospital, wurden Patienten lediglich mit Lachgas, Alkohol oder Pflanzen betäubt. Dadurch konnten die Schmerzen jedoch nie voll und ganz ausgeschaltet werden. Operationen fanden demnach statt, obwohl die Betroffenen bei vollem Bewusstsein waren. Mit Erfindung der Narkose wurde lange Zeit davon ausgegangen, dass das Großhirn des Patienten oder der Patientin während dieser Betäubungsphase vollständig inaktiv sei. Aus diesem Grund, so dachte man, komme es zu keinerlei Schmerzwahrnehmung, Erinnerung oder Reflexen.

Nervenzellen arbeiten in einem anderen Rhythmus

Erst vor etwa vier Jahren begannen Experten, an dieser Theorie immer stärker zu zweifeln. Ein Forscherteam um den Wissenschaftler Gernot Supp beschäftigte sich am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf eingehend mit dem Phänomen des Narkosezustands. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass Nervenzellen während der Narkose keineswegs deaktiviert werden, sondern lediglich in einem anderen Rhythmus Signale weiterleiten. Durch die Narkose würden alle Nervenzellen gleichzeitig dazu bewegt, aktiv zu sein. Dadurch werde anschließend kein Signal weitergeleitet und die Information nicht verarbeitet. Denn um eine optimale Weiterleitung und Verarbeitung zu gewährleisten, müssen Nervenzellen nacheinander aktiv werden, so die Experten.

Fluoreszierendes Protein macht Signale sichtbar

Eine weitere Studie zu diesem Thema erschien kürzlich im Fachmagazin „Frontiers in Cellular Neuroscience“. Unter der Leitung von Mazahir T. Hasan untersuchten Forscher an der Charité Berlin die Gehirnaktivitäten von Mäusen. Eine Gruppe der Tiere wurde unter Narkose gesetzt, die Vergleichsgruppe befand sich im Wachzustand. Durch fluoreszierende Proteine konnten die Wissenschaftler die Aktivitäten im Gehirn der Tiere deutlich sichtbar aufzeichnen. Nervenzellen leiten ihre Informationen durch elektrische Signale weiter. Mit Hilfe des Proteins ist es möglich, diesen Prozess in Lichtsignale umzuwandeln, sodass die Kommunikation der Nervenzellen für das menschliche Auge nachvollziehbar gemacht wird.

Besonders sensibel für äußere Reize

Auch das Forscherteam der Charité Berlin fand heraus, dass Nervenzellen während der Narkose durchaus aktiv sind. Sie arbeiten sogar auf Hochtouren, nur eben gleichzeitig, also synchron, berichteten die Forscher. Im Wachzustand verhalte sich die jedoch ganz anders. In dieser Hinsicht stimmen die beiden Studien demnach überein. Doch Mazahir T. Hasan machte noch eine weitere Entdeckung. Sein Team stellte fest, dass die Mäuse im Narkosezustand deutlich sensibler auf äußere Reize reagierten als erwartet. Gehirnregionen, die beispielsweise lediglich bei Berührung aktiviert werden, wenn also der Tastsinn stimuliert wird, reagierten während der Narkose plötzlich auch auf akustische Reize.

Erstaunliche Entdeckung wirft Fragen auf

Dies erscheint natürlich äußerst verwunderlich, wenn man davon ausgeht, dass eine Narkose unser Bewusstsein vor äußeren Einflüssen wie Schmerzen schützen soll. Bisher konnten die Forscher auf diese neue Frage noch keine plausible Antwort finden. Klar ist jedoch nun allemal, dass unser Gehirn auch im Narkosezustand hochaktiv ist. Unser Bewusstsein scheint zwar betäubt, doch die Nervenzellen arbeiten nach wie vor einwandfrei und sogar auf eine erstaunliche Art und Weise, die es noch zu erforschen gilt.