Die «Geister» von Parkinson-Patienten erwecken
«Wir entwickeln etwas Ähnliches wie einen Herz-Belastungstest, aber statt dem Herz testen wir das Gehirn», sagt EPFL-Neurowissenschaftler Olaf Blanke.
Die EPFL-Forschenden bieten mit Hilfe eines neu entwickelten Hirnbelastungstests eine neue Möglichkeit, das Auftreten von Halluzinationen bei Parkinson-Patientinnen zu beurteilen, wobei sie sich bei ihrer Forschung auf Präsenzhalluzinationen konzentrieren. Ausserdem liefern sie Hinweise auf einen vielversprechenden Biomarker zur Vorhersage des Schweregrads des Krankheitsverlaufs. Die Ergebnisse ihrer dreistufigen Studie mit 56 betroffenen Patientinnen und Patienten, die an mehreren Zentren in der Schweiz und in Spanien rekrutiert wurden, wurden in der heutigen Ausgabe von Science Translational Medicine (STM) veröffentlicht.
«Eine wichtige Herausforderung bei Halluzinationen ist, dass sie spontan auftreten, dass ihr Auftreten nicht vorhergesagt werden kann, dass viele Patientinnen nicht offen über sie sprechen, möglicherweise aus Angst, und dass es für Ärzte derzeit eine grosse Herausforderung ist, ihr Auftreten, ihre Phänomenologie und ihre Intensität zu quantifizieren», so Fosco Bernasconi, Co-Erstautor des Artikels. «Wir haben ein robotermedizinisches Gerät und Verfahren etabliert, das eine spezifische Halluzination, die Präsenzhalluzination, sicher und unter kontrollierten Bedingungen in einer Krankenhausumgebung hervorrufen kann.»
Ein Spektrum von Halluzinationen bei Parkinson
Die Parkinson-Krankheit ist dafür bekannt, dass sie zu einer Verlangsamung der Bewegungen, Muskelsteifheit sowie zu unkontrollierbarem Zittern der Gliedmassen führt. Doch die Bewegungsveränderungen sind bei weitem nicht das einzige Symptom der Krankheit.
Einige Jahre nach seiner Pensionierung und nach einer Operation zur Behandlung der Parkinson-Krankheit begannen bei Joseph Rey aus Genf seltsame und wiederkehrende Erlebnisse, die durch das Gefühl gekennzeichnet waren, von einer oder mehreren Personen begleitet zu werden, entweder hinter ihm oder an seiner Seite. Die Intensität dieser Erlebnisse war so überzeugend, dass er sich häufig umdrehen musste, nur um festzustellen, dass niemand da war.
Rey, der eine Karriere im Tourismus gemacht hat, haben die Halluzinationen nie gestört: «Ich nenne sie meine Schutzengel», sagt er, «sie tun mir nichts an. Sie folgen mir überall hin. In gewisser Weise ist es beruhigend, denn ich bin nicht allein.»
Maurizio De Levrano, der in Martigny lebt und sich auf industrielle, öffentliche und luxuriöse Beleuchtung spezialisiert hat, lebt seit 2015 mit der Parkinson-Krankheit. Auch er erlebt Halluzinationen: «Es passiert, wenn ich allein bin, koche oder am Tisch sitze. Ich sehe aus dem Augenwinkel heraus eine Art Spinnen, die von der Decke fallen. Ich weiss sehr genau, dass sie nicht da sind, aber instinktiv muss ich mich immer umdrehen und nachsehen. Ich habe auch eine Präsenz hinter mir gespürt. Es fühlte sich an wie der Geist meiner Mutter.»
Sowohl Rey als auch De Levrano erleben diese Halluzinationen zusätzlich zu den schwächenden Bewegungseinschränkungen, die typisch für die Parkinson-Krankheit sind. Sie sind auch nicht die einzigen Patienten mit Morbus Parkinson, die Halluzinationen erleben.
Vorhandene Halluzinationen werden bei der Parkinson-Krankheit unterdiagnostiziert
Halluzinationen sind bei dieser Krankheit häufig und betreffen sowohl Frauen als auch Männer. Tatsächlich erlebt etwa die Hälfte der Menschen mit Morbus Parkinson Halluzinationen irgendeiner Art, wie z. B. Anwesenheitshalluzinationen oder Schutzengel im Fall von Rey, oder Heimsuchungen wie bei De Levrano. Halluzinationen des peripheren Sehens mit Sichtungen von Personen, Tieren oder Spinnen, die schnell im Augenwinkel vorbeiziehen, sind ebenfalls möglich, ebenso wie visuelle Fehlwahrnehmungen von Objekten oder sogar vollständig farbige und geformte visuelle Halluzinationen.
Die Parkinson-Krankheit ist nach der Alzheimer-Krankheit die zweithäufigste neurodegenerative Erkrankung weltweit und betrifft vor allem ältere Menschen. Es handelt sich um eine fortschreitende neurodegenerative Erkrankung, die traditionell als Bewegungsstörung definiert wird und durch Zittern, Steifheit und Verlangsamung der Bewegungen gekennzeichnet ist. Viele Patientinnen leiden jedoch auch an einer Vielzahl von Symptomen, die nicht mit der Bewegung in Verbindung stehen, und einige können im weiteren Verlauf an psychischen Symptomen wie Psychose, Depression, Apathie, kognitivem Verfall und sogar Demenz leiden.
Es gibt immer mehr klinische Hinweise darauf, dass Halluzinationen Vorläufer dieser schwereren mentalen und kognitiven Symptome sein können. Aber Halluzinationen, wie auch Präsenzhalluzinationen, bleiben unterdiagnostiziert. Das mag daran liegen, dass Patienten zögern, sie ihren Ärztinnen zu melden, und dass nicht spezialisierte Kliniker nicht nach ihnen fragen oder dass es ihnen an geeigneten Instrumenten fehlt, um sie zu beurteilen.
Ein robotergestütztes Verfahren zum sicheren Erwecken von «Geistern» im Gehirn
In einer Studie aus dem Jahr 2014 entdeckte Olaf Blanke, dass es möglich war, Präsenzhalluzinationen bei gesunden Personen in seinem neurowissenschaftlichen Labor zu erzeugen. Wenn sie einer sehr roboterhaften Prozedur unterzogen wurden, die spezifische Bewegungs- und somatosensorische Signale nutzte, berichteten gesunde Personen von Gefühlen, von einer Art Präsenz oder Person begleitet zu werden.
Es war ein natürlicher Schritt für Blanke, sich zu fragen, ob sein robotergestütztes Verfahren bei Personen mit Parkinson-Krankheit konsistent Präsenzhalluzinationen hervorrufen würde, da mentale Veränderungen und insbesondere Präsenzhalluzinationen bei dieser Krankheit weit verbreitet sind. In der Tat ist eine verbesserte Version des robotischen Geräts und Verfahrens der Kern des «Gehirn-Stress-Tests» und der Ergebnisse der neuesten Studie.
Auf dem Weg zu einem klinischen Werkzeug für die Diagnose von Präsenzhalluzinationen
Im ersten Teil der STM-Studie stellen die Forschenden zunächst fest, dass der «Brain Stress Test» ein geeignetes Mittel ist, um bei Parkinson-Patientinnen Präsenzhalluzinationen zu induzieren. Bei der robotergestützten Prozedur wird der Proband aufgefordert, wiederholte Stupsgesten zu machen. Ein Roboterarm hinter der Person imitiert diese Gesten auf dem Rücken des Patienten. Wenn sowohl die Gesten als auch das Stossen auf dem Rücken synchron sind, kann das Gehirn die beobachtete räumliche Dissonanz nachvollziehen und die Patientin berichtet nichts Ungewöhnliches. Wenn jedoch die Gesten und das Stossen auf dem Rücken nicht synchron sind, berichten sowohl die gesunden Teilnehmenden als auch die Parkinson-Betroffenen von Präsenzhalluzinationen. Noch wichtiger ist, dass die Forschenden herausfanden, dass Patienten mit vorbestehenden Präsenzhalluzinationen, wie Rey, eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber der Roboterstimulation haben, verglichen mit Patientinnen ohne vorherige Halluzinationen. Der «Gehirn-Stress-Test», auch bekannt als «Roboter-Ghost-Test» oder «Halluzinations-Stress-Test», wie Blanke ihn nennt, wurde an 26 Personen mit Parkinson-Krankheit getestet.
«Als ich keine Kontrolle über den Roboter hatte, der meinen Rücken berührte, fühlte ich eine Präsenz, als wäre jemand bei mir, der meinen Rücken berührte», sagt Rey, der auch einer der 26 Patienten war, die an der Studie teilnahmen. «Es ist nicht ganz die gleiche Präsenz wie meine Schutzengel. Ich spüre die Anwesenheit meiner Engel, aber ich weiss nie, wann sie erscheinen, und meine Engel haben mich nie berührt.»
Neuronale Netzwerke und Biomarker
Mit einem robotergestützten «Hirnbelastungstest» im Gepäck identifizierten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im zweiten Teil der STM-Studie erstmals die neuronalen Netzwerke im Gehirn, die für Präsenzhalluzinationen bei gesunden Patienten verantwortlich sind. Dazu gehören drei fronto-temporale kortikale Hirnregionen, die die Wissenschaftlerinnen als Präsenz-Halluzinations-Netzwerk bezeichnen.
Aufbauend auf ihren Entdeckungen im ersten und zweiten Teil der Studie begannen die Forschenden mit einem dritten Teil der Studie, der eine zweite Gruppe von 30 neuen Patientinnen und Patienten mit Parkinson-Krankheit umfasste, die zusammen mit dem Team von Dr. Jaime Kulisevsky am Sant Pau Hospital (Barcelona, Spanien) untersucht wurden. Die gemeinsamen Teams aus EPFL-Wissenschaftlerinnen und Sant Pau-Klinikfachleuten konnten den Schweregrad der Symptome der Patientinnen anhand von Gehirnscans genau vorhersagen.
«Durch die Anpassung des Robotergeräts und des Verfahrens an den Scanner konnten wir ein Gehirnnetzwerk identifizieren, das für die Präsenz von Halluzinationen bei Parkinson-Patientinnen relevant ist und das möglicherweise als Biomarker für schwerere Formen der Krankheit dienen könnte, die mit Halluzinationen und kognitiven Defiziten einhergehen», erklärt Eva Blondiaux, Co-Erstautorin der Studie.
Zukunftsaussichten und klinischer Ausblick
Die EPFL-Forschenden haben zwar kein Heilmittel entdeckt, aber sie haben eine neue Methode erfunden, die die zugrundeliegenden Mechanismen von Halluzinationen bei der Parkinson-Krankheit aufdeckt. Sie bietet einen rigorosen Einblick in die Schwere der mentalen und kognitiven Beeinträchtigungen, die mit einer bestimmten Form der Krankheit verbunden sind. Ihre Vision ist es, den Ärztinnen letztendlich die Werkzeuge an die Hand zu geben, mit denen sie die Empfindlichkeit ihrer Patientinnen für Halluzinationen testen können, um einen objektiven und frühzeitigen Marker zu erhalten, anstatt sich auf den heutigen Standard des verbalen Austauschs zu verlassen.
Für Rey werden die Halluzinationen mit dem Fortschreiten der Krankheit immer lebhafter: «Ich habe viele Abenteuer mit meinen Schutzengeln erlebt», beschreibt Rey lachend, «das Schwierigste an Parkinson ist die Diagnose einer Krankheit, die nur noch schlimmer werden kann, aber ich hoffe weiter, dass wir eines Tages eine Heilung finden.»
De Levrano vergleicht die Parkinson-Krankheit mit einem dunklen Tunnel, der mit dem Fortschreiten der Krankheit immer länger wird: «Mein Vater hat die Parkinson-Krankheit. Eines Tages erfuhr ich von einer Krankenschwester, dass es ihm leid tat und er dafür verantwortlich war, dass ich die Krankheit bekam. Also bin ich zu ihm gegangen und habe ihm gesagt, dass es ihm nicht leid tun muss. Die Krankheit war eines der grössten Geschenke in meinem Leben», erklärt De Levrano, «ich war früher ein Macho. Vorher wäre ich nie in der Lage gewesen, den Schmerz eines anderen Menschen zu verstehen. Krank zu sein war sehr demütigend. Ich bin ein besserer Mensch geworden wegen Parkinson, wegen der Hindernisse, die von meinem eigenen Körper und Nervensystem ausgehen, und das ist der Grund, warum es mich antreibt, an Forschungen wie dieser teilzunehmen.»
