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Im Gespräch

Herr, wirf Hirn herunter

Von Johanna Kuroczik
 - 10:16

Sechsunddreißig Stunden nachdem ihm der Kopf abgeschlagen worden war, lebte das Schwein immer noch. Wenn auch ohne Körper. So lange konnte der Neurowissenschaftler Nenad Sestan von der amerikanischen Yale-Universität ein isoliertes Schweinegehirn am Leben halten. Einzelheiten hierzu sind noch nicht veröffentlicht. Sestan hatte dieses Ergebnis nach Informationen der Zeitschrift „MIT Technology Review“ Ende März auf einem Treffen der National Institutes of Health vorgestellt, bei dem es um ethische Fragen der Forschung an menschlichen Gehirnen ging. Er hatte nicht geplant, dass diese Informationen an die Öffentlichkeit gelangen, und hält sich seitdem mit Kommentaren zurück.

Seit Beginn des Projekts vor vier Jahren habe Sestan an mehr als hundert Schweinegehirnen experimentiert, bis ihm die Entwicklung von „BrainEx“ gelungen sei, heißt es in dem Bericht. So nennt der Forscher sein System aus Pumpen, Heizgeräten und künstlichem Blut, welches die Zirkulation und damit die Sauerstoffversorgung im Gehirn künstlich aufrechterhält. Bemerkenswert ist, dass dies scheinbar auch für die hochempfindliche Mikrozirkulation gilt, also die Versorgung von tief gelegenen Hirnregionen durch winzige Gefäße. Gehirnzellen sind nicht gerade pflegeleicht. Sie reagieren extrem sensibel auf Sauerstoffmangel. Ein menschliches Gehirn benötigt im wachen Zustand bis zu zwanzig Prozent der gesamten Körperenergie.

Ein Schweinehirn im Koma?

Sestan sei sicher, heißt es weiter, dass das körperlose Hirn nicht im eigentlichen Sinne „wach“ gewesen sei. In ihm habe sich kein Bewusstsein geregt. Aufzeichnungen von EEG-Elektroden belegten dies. Solche Elektroenzephalogramme zeichnen die Schwankungen der Aktivität von Hirnregionen auf und erlauben Rückschlüsse auf die Wachheit und den Konzentrationsgrad des Untersuchungsobjekts. Im Schlaf sendet ein menschliches Gehirn beispielsweise andere EEG-Signalwellen als bei der Lektüre dieses Artikels. Sestans Schweinehirn soll die gleiche Aktivität gezeigt haben wie ein menschliches Gehirn im Koma.

Fraglich ist, was es überhaupt heißt, ein Gehirn „am Leben zu erhalten“. Ist der Zellstoffwechsel noch intakt? Kann es Bewegungen steuern? Vor einer Veröffentlichung von Sestans Arbeit bleiben da nur Spekulationen.

Er selbst hält es angeblich für möglich, Gehirne auch im wachen Zustand zu erhalten. Und das Verfahren sei „nicht schweinespezifisch“. Wird es bald auch menschliche Gehirne geben, wach, aber körperlos? Sestan habe das nicht ausgeschlossen, schreibt die „Technology Review“. Dies sei aber aktuell nicht Thema seiner Arbeit. Der Neurowissenschaftler wolle vielmehr die komplexen Zusammenhänge innerhalb des Gehirns „ex vivo“ erforschen. Es gebe aber bereits Anfragen von Medizinern, die beispielsweise Krebsmedikamente an den körperlosen Hirnen testen wollten. „Die Menschen sind fasziniert. Wir müssen aufpassen, wohin die Faszination führt“, wird Sestan zitiert.

Was wäre so ein körperloses Gehirn ohne Signale von realen Sinnesorganen? Würde es die gleichen Rechte und denselben Schutz verdienen wie ein kompletter Mensch? Und gehört es dann den Forschern oder sich selbst? Landet es am Ende in der Mülltonne oder auf dem Friedhof? Zur dringend notwendigen Debatte um solche ethischen Fragen hat eine Gruppe Forscher, zu denen auch Sestan gehörte, vor einigen Tagen in „Nature“ aufgerufen.

Modellgehirne aus dem Labor

Fortschritte macht zurzeit vor allem die Züchtung sogenannter zerebraler Organoide. Dabei handelt es sich um Gebilde, die noch himmelweit von Sinneseindrücken oder Menschenrechten entfernt sind. Der Molekularbiologe Jürgen Knoblich vom Institut für Molekulare Biotechnologie in Wien gilt als Vorreiter dieser Technik. In seinem Labor wachsen die ungefähr reiskorngroßen Nervenklumpen nach Zugabe entsprechender Botenstoffe aus pluripotenten Stammzellen heran. Ähnlich wurden bereits andere Organe in Miniaturform gezüchtet. Doch Hirn-Organoide sind die bei weitem komplexeste Struktur, die je auf diese Weise erzeugt wurde. An ihnen wollen die Forscher die Entwicklung des menschlichen Gehirns studieren und hoffen außerdem, neue Erkenntnisse über die Entstehung neurologischer und psychiatrischer Krankheiten wie Schizophrenie, Alzheimer oder Autismus zu gewinnen.

Zerebrale Organoide bestehen aus bis zu drei Millionen Nervenzellen, das entspricht der Größe des Gehirns eines Fötus in der zwölften Schwangerschaftswoche. Ein normales ausgewachsenes menschliches Gehirn umfasst dagegen viele Milliarden Neurone. Es sei kaum vorstellbar, dass ein derart kleines Nervenknäuel wie ein zerebrales Organoid irgendetwas fühlen oder denken könne, sagt Steven Hyman, Forscher an der Harvard-Universität und Mitunterzeichner des Nature-Aufrufs. Er hält solche Schreckensszenarien für überspitzt. Genauso sieht das Jürgen Knoblich. „Das sind keine Nachbildungen eines Gehirns, sondern lediglich organisierte Gewebestücke“, sagte er der „Süddeutschen Zeitung“.

Noch zeigen die Nervenzellen in diesen Gewebestücken bloß ungerichtete Aktivität. Solange die Modellgehirne keine gezielten, menschentypischen Nervenpotentiale hervorbringen, stellt sich allerdings auch die Frage, was sie dann überhaupt zur Erforschung psychiatrischer Krankheiten beitragen können. Zerebrale Organoide existieren seit 2013. Welche neuen Erkenntnisse haben sie gefördert?

Organoide können bislang nicht alle Zellen des menschlichen Gehirns bilden. Zum Beispiel keine Blutgefäße, die es versorgen müssten. Sie wachsen zwar auf die Größe eines Fötushirns heran, entwickeln sich aber nicht auf dieselbe Weise. Nach spätestens einem Jahr gehen sie in der Regel zugrunde, die Zellen sind durch Sauerstoffmangel häufig vorher schon geschädigt.

Von Mäusen und Menschen

Neurowissenschaftler um Fred Gage von der La-Jolla-Universität in Kalifornien scheinen nun zumindest das Problem der Blutversorgung gelöst zu haben. Im April beschrieben sie im Fachmagazin „Nature Biotechnology“, wie sie Mäusen menschliche Hirn-Organoide implantierten. Dort konnten sie sich unter natürlicheren Bedingungen entwickeln als in der Petrischale. Nach nur wenigen Tagen wuchsen Gefäße vom Blutkreislauf der Mäuse in das Modellgehirn hinein, bis zum 14. Tage hatte sich ein umfassendes Gefäßsystem gebildet, das Sauerstoff und Nährstoffe auch in die tiefen Gewebeteile transportieren konnte. Die Nervenzellen gediehen, und die Forscher konnten beobachten, wie menschliche Axone in das Mäusehirn eindrangen. Die elektrische Aktivität der beiden verschiedenen Nervensysteme hatte sich angeglichen.

Hieß das nun, dass die Mäuse teilweise menschliche Intelligenz angenommen hatten? Verhaltens- und Lerntests förderten keine Auffälligkeiten zutage. „Natürlich ändert sich ihr Verhalten nicht“, sagt Jürgen Knoblich. Niemals würden die Tiere auf diesem Wege menschliche Eigenschaften erlangen.

Die Zukunft der Menschlichkeit

Nun ist es aber so, dass auf kaum einem Feld die Phantasie schneller ins Kraut schießt als auf dem der Hirnforschung. So steht die vom italienischen Neurochirurgen Sergio Canavero für das Frühjahr 2018 angekündigte erste Kopftransplantation beim Menschen weiterhin aus. Experten hielten sein Vorhaben von Anfang an für aussichtslos. Canavero wollte es in China durchführen, doch die Regierung hat ihm Ende 2017 eine Absage erteilt. Canavero glaubt, dies sei auf Drängen des Vatikans geschehen. Mit einem 150-köpfigen OP-Team hatte er den Kopf eines Freiwilligen auf den Körper eines hirntoten Spenders verpflanzen wollen. Von der aktuellen ethischen Debatte sieht sich der selbsternannte Medizinvisionär nicht betroffen. Mit ähnlichen Verteufelungen sei damals auch den ersten Nierentransplantationen begegnet worden.

Die menschliche Intelligenz und Persönlichkeit sitzt freilich nicht in der Niere. Und noch sitzt sie auch nicht in laborgezüchteten Modellhirnen. Das menschliche Gehirn ist kaum mit anderen Organen vergleichbar, darum kommt die Forderung der amerikanischen Forscher nach Regelungen im Umgang mit Hirngewebe angesichts der jüngsten Fortschritte gerade noch rechtzeitig. Wenn das Modell dem Original ähnlicher wird – wo verläuft in Zukunft dann die Grenze zwischen Mensch und Nervenknäuel? Wie misst man, ob künstliches Hirngewebe ein Bewusstsein entwickelt? Und wenn es ein Bewusstsein hätte – wie sollte man dem angemessen Rechnung tragen? Wie sähe die Zukunft von Chimären aus, also jenen Tieren, denen menschliche Gehirnstücke eingepflanzt wurden? Darauf haben die Forscher derzeit keine Antwort. Sicher scheint nur, dass dieser Forschungszweig derzeit mehr Fragen aufwirft als beantwortet.

Quelle: F.A.S.
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