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Der perfekte Schädel

Mit Strom Depressionen oder Schlaganfälle therapieren - das ist noch Zukunftsmusik. Entscheidende Vorarbeiten hat jetzt Susanne Will von der Hochschule Ulm mit ihrem Kopfmodell geleistet.

RUDI KÜBLER |

Elektroden am Kopf? Strom, der durch das Gehirn fließt? Das ist den meisten Menschen ziemlich unheimlich - man kann sich in der Tat Angenehmeres vorstellen als die Stimulation gewisser Gehirnareale. Dann zuckt beispielsweise der Arm unkoordiniert. Oder der Proband will sprechen, kommt aber über ein Stammeln nicht hinaus.

Susanne Will, Absolventin des Master-Studiengangs Medizintechnik an der Hochschule Ulm, hat sich in ihrer Abschluss-Arbeit intensiv mit dem Thema beschäftigt, einem Thema, das künftig eine große Rolle spielen dürfte: bei der Therapie von Schlaganfallpatienten oder Patienten mit Depressionen. Eine solche Therapie, also die Einleitung eines konstanten, aber schwachen Stromes mithilfe von Elektroden, wird derzeit getestet - aber es ist noch vieles im Vagen. "Man wusste bislang nicht genau, wie der Strom durch den menschlichen Kopf fließt. Aus diesem Grund sind auch die Effekte im Gehirn schwer zu erklären und nachzuvollziehen", sagt die 25-Jährige.

Das Problem: Für eine Simulation wird ein anatomisch korrektes Kopfmodell benötigt. Wissenschaftler, die sich bislang mit der Stimulation mittels Strom beschäftigt haben, haben einfachere Modelle verwendet. Sie betrachteten zum Beispiel den Schädel als runde, einheitliche Kugel, durch die der Strom gleichmäßig fließt. Ist das aussagekräftig? Sicherlich nicht, das erkennt auch der Laie. Denn der menschliche Kopf besteht aus vielen Einzelteilen wie Haut, Knochen, Gehirnflüssigkeit sowie der weißen und grauen Gehirnsubstanz; da sind Augäpfel, die Augen- und Nasenhöhlen sowie die schwammartige Knochensubstanz. Die Leitfähigkeit der einzelnen Schichten ist ganz unterschiedlich ausgeprägt. Das heißt: Vom Kopfmodell hängt viel ab. Je realistischer ein solches Modell ist, desto präziser lässt sich am Computer vorhersagen, ob der Strom auch dort ankommt, wo er ankommen soll. "Die Therapie soll gezielt einsetzbar sein, es sollen nicht die Bereiche rundum stimuliert werden."

Die Aufgabe: ein nahezu anatomisch korrektes Kopfmodell zu generieren. Die einzelnen Schritte? Susanne Will lacht. Und schaut. Und lacht. Ob man das so einfach erklären kann? Es scheint also kompliziert zu sein. Nur um ein Beispiel zu nennen: Sie hat, um es vereinfacht wiederzugeben, ein virtuelles Paar verwendet, um den Schädel zu modellieren: Ella und Duke. Sie 26, er 34 Jahre alt. Die virtuellen Schädel wurden als Masken auf Standardschädel angeglichen. Diese Masken wiederum passte Susanne Will an die Bilder von acht menschlichen Gehirnen an; Probanden vom Tübinger Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik - dort machte sie ihre Arbeit - hatten sich dafür in den Magnetresonanztomographen gelegt.

Das Ergebnis: Auf der Grundlage dieses Schädels und weiteren Gehirnarealen hat Susanne Will das "anatomisch korrekte Modell" am Computer konstruiert. Und darauf ist sie stolz. Auch wenn sie einschränkend sagt, perfekt sei so ein Modell nie, kann erstmals nachvollzogen werden, wie der Strom durch das Gehirn fließt. Wo genau die Elektroden angesetzt werden müssen, um gezielt Gehirnareale zu stimulieren ist ebenfalls eine Fragestellung, die nun überprüft werden kann.

Das Ziel: weiter in der Forschung zu bleiben und Schritt für Schritt voranzukommen. Und dabei den Menschen zu helfen, "das ist das eigentlich Faszinierende".

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