Wie der Hirnschrittmacher funktioniert

Adenosin macht nicht nur schläfrig

Bereits seit geraumer Zeit setzt man Patienten mit Parkinson oder schweren Depressionen einen "Hirnschrittmacher" ein – ein Gerät, dass bestimmte Regionen im Hirn regelmäßig elektrisch stimuliert. Man hatte herausgefunden, dass diese "Deep Brain Stimulation" (DBS) die Symptome erheblich lindern konnte, war sich aber über die genaue Funktionsweise im unklaren, weshalb es mindestens ein Dutzend Theorien dazu gibt.

Nun erschien in der Fachzeitschrift Nature Medicine ein Aufsatz, der zeigt, dass das Signalmolekül Adenosin dabei offenbar eine wichtige Rolle spielt: Ein Forscherteam um Lane Bekar und Witold Libionka fand zuerst heraus, dass bei der DBS das Molekül Adenosintriphosphat (ATP) freigesetzt und danach gespalten wurde. Versuche mit Mäusen ergaben anschließend, dass die Injektion von Adenosin die gewünschten Effekte auch ohne DBS erzeugen konnte. Eine Blockade der Adenosin-Rezeptoren bei Mäusen hatte dagegen zur Folge, dass bei diesen Tieren DBS nicht mehr funktionierte.

Ein schwächerer aber grundsätzlich ähnlicher Effekt ergab sich, als den Mäusen Koffein verabreicht wurde. Koffein blockiert Adenosinrezeptoren, weshalb die Substanz auch beim Wachbleiben hilft. Über die Erklärung der Wirkungsweise von DBS hinaus haben die Ergebnisse der Studie deshalb auch Bedeutung für die Erforschung der Rolle von Schlafentzug und medikamentös erzwungenem Wachbleiben bei der Entstehung von Krankheiten im Hirn.