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Die Rakete im Kopf
Ein Versuch, das eigene Gehirn unter Kontrolle zu bringen.
Von Daniel Weber
ES BEGINNT MIT EINER EMPFINDUNG, die man Aura nennt, mit einem Schwindelgefühl, einem kurzen Unwohlsein, einer Halluzination. Dann folgt der erstickte Schrei, Bewusstlosigkeit, der Sturz. Blitzartig zieht sich die Muskulatur zusammen, Gesicht und Körper werden von wilden Krämpfen verzerrt, von der Zunge zu Schaum geschlagener Speichel tritt aus dem Mund. Nach einer Weile lässt der Krampf nach, langsam kehrt die Kontrolle über den Körper zurück. Wenn der Spuk vorbei ist, gleicht das Erwachen jenem aus einem Traum, der einen zerschlagen zurücklässt und an den man sich nicht erinnert.
Epilepsie ist ein unheimliches Leiden, und oft hat man sich vorgestellt, die davon Befallenen – im Durchschnitt 1 Prozent der Bevölkerung in allen Kulturen und Nationen – würden von göttlichen Kräften gepackt («ergriffen», wie das Wort epileptos sagt). Inzwischen weiss man, dass Epilepsie ein Gewitter im Kopf ist, die jähe Entladung von Neuronenverbänden im Hirn. Mit der Elektroenzephalographie (EEG) kann man die elektrischen Potentialschwankungen, die winzigen Spannungsveränderungen der Hirnrindenzellen, aufzeichnen, und so wurde bewiesen, was Hughlings Jackson schon 1870 vermutet hatte: dass epileptische Anfälle «gelegentliche exzessive und ungeordnete Entladungen von Nervensubstanz» sind. Die verschiedenen Formen der Epilepsie unterscheidet die Medizin danach, ob sich im Hirn der Herd lokalisieren lässt, von dem die Übererregung ausgeht, oder ob der Anfall keinen lokalen Ursprung hat. Ausserdem gibt es Epilepsien, die als Folge von Hirnschädigungen auftreten.
Nur in letzterem Fall kann man versuchen, die Ursache der Anfälle – etwa einen Hirntumor – zu bekämpfen. In der Regel lässt sich nur gegen die Anfälle selbst vorgehen, und zwar medikamentös. Die Behandlung ist für die Kranken lebenswichtig, weil jeder Anfall die Hirndurchblutung schädigt, und viele Patienten werden dank Medikamenten anfallfrei, oder zumindest gehen Frequenz und Heftigkeit der Anfälle zurück. Aber die langandauernde Einnahme von Anti-Epileptika hat oft unerwünschte, dämpfende Nebenwirkungen – und nicht alle Kranken sprechen darauf an; bei mehr als 20 Prozent wirken sie nicht.
Mit Patienten, bei denen Medikamente nichts fruchten, hat Niels Birbaumer, Leiter des Instituts für medizinische Psychologie und Verhaltensneurobiologie der Universität Tübingen, in einem Trainingsprogramm auf ein ebenso einfaches wie verblüffendes Ziel hingearbeitet: die Beeinflussung der eigenen Hirnaktivität. Und zwar nicht im Sinn einer allgemeinen Entspannung, wie man sie durch autogenes Training und ähnliche Techniken erreicht, sondern so spezifisch, dass die elektrische Aktivität bestimmter Hirnteile kontrollierbar wird. Die dabei angewandte Methode, Biofeedback, ist nicht neu: seit über zwanzig Jahren wird sie bei verschiedenen Funktionsstörungen – zum Beispiel Rückenschmerzen – praktiziert. Die Biofeedback-Methode beruht darauf, dass normalerweise nicht bewusste Vorgänge wie Blutdruck, elektrische Muskel- oder eben Hirnaktivität dem Patienten bewusst gemacht, rückgemeldet werden. Dazu werden an der Hautoberfläche Elektroden angesetzt, die die elektrische Spannung messen. Die Messwerte werden verstärkt und umgesetzt in ein wahrnehmbares optisches oder akustisches Signal. Dank dieser Rückmeldung kann der Patient lernen, zum Beispiel eine bestimmte Muskelpartie gezielt zu entspannen.
Birbaumer ist kein Epileptologe; die therapeutischen Versuche mit Epileptikern ergaben sich für ihn aus der Grundlagenforschung zur zentralen Frage: Wie kann man das Gehirn zielgerichtet beeinflussen, ohne Psychopharmaka zu verwenden, die sich immer, und oft in unvorhersehbarer Weise, auf das ganze Hirn auswirken? Entscheidend für die Beantwortung der Frage war die Entwicklung eines Apparats, mit dem sich sogenannte langsame Hirnpotentiale rückmelden lassen. Die langsamen Hirnpotentiale geben Auskunft über den Erregungszustand der Nervenzellen, der Neuronen: wird die Ladung der Neuronen elektrisch negativ, ist die entsprechende Hirnregion erregt; wird die Ladung positiv, ist die Hirnregion gehemmt.
Dieser Vorgang der wechselnden Positivierung und Negativierung läuft im Gehirn dauernd ab; damit werden die Aufnahmebereitschaft unserer Wahrnehmung und unser Verhalten gesteuert. Wenn wir in Erwartung eines Besuchers aufstehen und zur Tür gehen, wird jener Teil unseres Hirns, der uns aufstehen lässt, langsam negativ, beim Öffnen der Tür erreicht die Negativierung ein Maximum; ist die Handlung abgeschlossen, wird der Hirnteil wieder positiv. Aber da das Gehirn keine Sinnesorgane hat, mit denen es sich selbst kontrollieren kann, braucht es den Trick der Rückmeldung, will man diesen Prozess beeinflussbar machen.
Zunächst hat Birbaumer die Methode für Gedächtnis- und Lerntraining eingesetzt. Nicht mit dramatischen Erfolgen, aber er glaubt, dass er selber davon profitiert habe, als er Italienisch lernte und beim Pauken von Vokabeln systematisch versuchte, eine entsprechende Negativierung zu bewirken; das heisst, die für Sprache zuständige Hirnregion zu aktivieren. Man darf sich dabei nicht vorstellen, dass er sich nun jedesmal Elektroden am Kopf ansetzen liess, wenn er eine Lektion in Angriff nahm. Ein gesunder Mensch lernt in wenigen Stunden, durch die Rückmeldungen seine langsamen Hirnpotentiale zu steuern. Die Empfindungen, die bei der Selbstkontrolle auftreten, hängen ganz davon ab, welche Hirnregion die Person zu beeinflussen versucht. Nur wenn man die elektrische Polarisierung der Sprachregion des Gehirns (also der linken vorderen Hirnhälfte) lernt, kann man darüber berichten. Da die anderen Hirnregionen keine Sprache besitzen, können wir über die Art, wie wir diese Regionen kontrollieren, keine Auskunft geben. Massgeblich ist, dass Gehirn und Verhalten auch ohne Sprache und sprachliches Bewusstsein gesteuert werden können. Und bei täglichem Üben hält der Lerneffekt an; das Gerät ist für den erwünschten Effekt nicht mehr nötig.
Das Gerät steht in Birbaumers Institut in Tübingen in einem schmalen Raum: ein Bildschirm, davor ein Sessel, in dem die Patientin sitzt. Die Elektroden an ihrem Kopf messen die langsamen Hirnpotentiale. Im Nebenraum werden die Signale des Elektroenzephalogramms gefiltert, digitalisiert und mittels eines Computerprogramms in Form einer sich bewegenden Rakete auf dem Bildschirm rückgemeldet. Die Aufgabe der Patientin besteht darin, die Rakete mit ihren Gedanken, das heisst durch Beeinflussung der langsamen Hirnpotentiale, vorwärts zu steuern: die eingeblendeten Buchstaben fordern im Acht-Sekunden-Rhythmus auf zur Negativierung (A) beziehungsweise zur Positivierung (B). Und dies wiederholt sich im Lauf der Sitzungen tausendfach, zehntausendfach. Den Lernvorgang vergleicht Birbaumer damit, wie ein Blinder Tennisspielen lernt: er sieht nicht, was er tut, nur der Trainer sagt ihm, das war gut, oder das war schlecht. Hier sieht die Patientin am Bildschirm, ob das, was sie tut, gut oder schlecht ist.
Die Hauptschwierigkeit bei Epilepsie-Patienten besteht darin, dass sich der Lerneffekt erst nach einem vergleichsweise langen Training einstellt – und während der Übungszeit, in der sie verzweifelt darauf warten, dass etwas passiert, benötigen sie psychologische Betreuung. Darum ist vorderhand nicht daran zu denken, dass Patienten mit einem Heimgerät zu Hause trainieren könnten. Zudem sind die Messung der langsamen Hirnpotentiale und die Auswertung der Daten heikel: Zum einen wird nicht der normale EEG-Verstärker verwendet, wie man ihn in vielen Kliniken braucht, sondern es werden Gleichspannungsverschiebungen gemessen, die in der oberen Hirnrinde ablaufen. Dieses Verfahren ist äusserst diffizil: die geringste Verschmutzung der Elektroden fällt ins Gewicht, aber auch Augenbewegungen oder Schwitzen beeinflussen die Ableitungen der Spannungsänderungen und müssen weggefiltert werden.
Die Erfolge, die Birbaumer in seinem Forschungsprogramm seit 1990 bei Epilepsie-Patienten erzielte, sind erstaunlich. Ein Drittel der Versuchsgruppe, die 28 Trainingssitzungen absolvierte, wurde völlig anfallsfrei, und bei einem weiteren Drittel reduzierten sich die Anfälle signifikant. Entscheidend ist, dass der Lerneffekt auch anhielt – zumindest während der zwei Jahre, in denen Nachuntersuchungen durchgeführt wurden. Dabei entwickelten die Patienten, nachdem das Training am Gerät abgeschlossen war, ganz individuelle Übungstechniken: der eine stellt sich einen Tunnel vor, ein anderer versucht zu meditieren, einem dritten fällt es am leichtesten beim Spazieren. Zentrale Faktoren für den Erfolg waren laut Birbaumer die Motivation, die generelle intellektuelle Kapazität des Gehirns und das Alter – bei keinem der Patienten über 35 funktionierte die Methode.
Wie die Biofeedback-Methode in akuten Fällen bei Epilepsie-Patienten genau wirkt, kann auch Birbaumer nicht sagen. Er geht davon aus, dass die Patienten ihre Hirnrinde sozusagen lahmlegen, wenn sie spüren, dass ein Anfall droht. Die Kurven der EEG-Aufzeichnungen zeigen, dass dafür eine, zwei Sekunden vor dem Anfall bleiben – Zeit genug für jemanden, der sich die Technik angeeignet hat.
Nur gerade in drei deutschen Kliniken wird die Methode inzwischen zur Epilepsie-Therapie angewandt. Laut Birbaumer sind die technischen Schwierigkeiten nur ein Teil der Erklärung dafür. Dazu kommt, dass die Schulmedizin der Biofeedback-Therapie eher misstrauisch gegenübersteht und dass sich keine Lobby dafür stark macht. Der Pharmaindustrie, die seit Jahrzehnten viel in die Entwicklung von Anti-Epileptika investiert, liegt wenig daran, die Entwicklung der alternativen Methode zu unterstützen.
Epilepsie-Patienten behandelt Birbaumer heute keine mehr; seine neuen Forschungsprojekte konzentrieren sich auf andere Anwendungsbereiche der Biofeedback- Technik: einerseits lokale Hirnschädigungen, bei denen man durch Training zu bewirken hofft, dass benachbarte Hirnteile verlorene Funktionen schneller übernehmen – zum Beispiel nach Hirnblutungen, die halbseitige Lähmung zur Folge haben. Und andererseits untersucht Birbaumer die Beeinflussbarkeit von chronischen Schmerzen – zum Beispiel von Phantomschmerzen –, die ihre Ursache letztlich nur im Gehirn haben können. Bei Phantomschmerzen nach Amputationen hat man festgestellt, dass das Hirnareal, das den – amputierten – Körperteil repräsentiert, sich vergrössert, in benachbarte Areale hineinwächst. Das kann dazu führen, dass etwa ein fehlender Arm bei Berührungen im Gesicht intensive Schmerzen bereitet. Daran, diese wachsenden Hirnareale sukzessive wieder zu verkleinern, arbeitet Birbaumer. Dass man mit der Technik der Rückmeldung immer spezifischere Wirkungen erzielen kann, ist, davon zeigt sich der Wissenschafter überzeugt, nur eine Frage der Zeit.
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