Ich sehe was, was du nicht siehst

Kurzzeitige Sehstörungen bei Migräne sind typisch und folgen oftmals einem charakteristischen Verlauf im Gesichtsfeld. Dieser Verlauf liefert uns wertvolle Informationen über die Krankheitsursache.

Wellen im gekrümmten Raum. Das klingt nach Einstein und der Gravitation, nach Relativitätstheorie also. Es ist aber auch Neurologie, denn unsere Hirn hat Windungen, die Menschen in Form visueller Halluzinationen bei Migräne im wahrsten Sinne des Wortes sehen können, weil eine Welle durch ihre gekrümmte Sehhrinde läuft.

Bis heute warten wir auf den direkten Nachweis von Gravitationswellen. Zumindest indirekt wurden Gravitationswellen aber nachgewiesen, durch ihre Wirkungen auf astronomische Objekte. Mit ähnlichen Problemen kämpften wir in der Migräneforschung. Der Nachweis der Migränewellen, der sogenannten Migräne mit Aura, gelang nun indirekt durch ihre Wirkungen auf unser Sehvermögen.

Wie messe ich Migräne?

Ohne moderne nicht-invasive Bildgebung kann eine Migräne-Attacke nicht objektiv nachgewiesen werden. Anders ist das zum Beispiel bei der Epilepsie. Dort schlägt zum einem der Elektroenzephalograf (EEG) an und zum anderen sind deren klinische Symtome leicht erkennbar. Dabei geht es weniger um einen Zweifel, ob jemand unter Migräne leidet, als um Messdaten, die Aufschluss über die genaue Krankheitsursache geben.

Der direkte Nachweis der Migränewellen ist schon vor einigen Jahren gelungen,  mit der funktionellen Magnetresonanztomographie fMRT oder auch fMRI, mit dem i für imaging. Es gelang die stoffwechselbedingten Unterschiede durch einen veränderten Blutfluss bei Migräne während einer Attacke zu messen. Bei beiden Formen der Migräne, mit und ohne Aura, fand man Hinweise auf eine spreading depression bzw. deren Fingerabdruck (doi 10.1111/j.1526-4610.2008.01110.x).

Spreading depression oder auch SD bezeichnet eine Erregungswelle, die mit wenigen Milimetern pro Minute durch die Hirnrinde wandert. Es gab nur ein Problem. Da die spreading depression ein neuronales Phänomen ist, wurde in Frage gestellt, ob mittels fMRI überhaupt eine direkte Messung gegeben ist, da keine neuronale Aktivität unmittelbar mit fMRI gemessen wird.

Die Frage, ob eine vaskuläre oder neuronale Störung, also SD, Ursache der Migräne ist, wird seit Jahren sehr strittig diskutiert, was auch an dem schwierigen Nachweis liegt. Der Neurologe Jens Dreier schreibt dazu in der Zeitschrift NeuroForum:

Die fehlende Messbarkeit der SD im Oberflächen-EEG hat dazu geführt, dass … [SD] über sechs Jahrzehnte keine Bedeutung für die Neurologie erlangte, obwohl … SD das mit weitem Abstand wichtigste pathophysiologische Phänomen des Hirns ist …

(Siehe dazu auch den Blogpost Killerwellen vom Ozean ins Gehirn, denn die Bedeutung, die Jens Dreier der SD zumisst, liegt insbesondere auch an deren Auftreten bei Schlaganfall.)

Interesanterweise kommen nun neue eindeutige Belege für die neuronale spreading depression Theorie der Migräne aus einer anderen, ebenso indirekten Messung. Eine Messung, die betroffene Menschen zuhause mit einem Blatt Papier und Stift alleine machen können.

Sehstörungen bei Migräne

Migränewellen können typische Sehstörungen verursachen bevor der Kopfschmerz losgeht. Es gibt neben diesen Sehstörungen noch eine enorme Vielfalt weiterer neurologischer Störungen, die Folge einer Migränewelle sein können. Die Sehstörungen sind aber am leichtesten erfassbar.

Die Sehstörungen verlaufen im Gesichtsfeld meist in charakteristischer Weise. Es gibt keinen Zweifel, dass diese Sehstörungen eine neuronale Ursache haben. Natürlich könnte aber eine Änderung des Blutflusses zunächst die Hirnzellen beeinträchtigen und dieses dann zu Sehstörungen führen. In diesem Fall müßten die Sehstörungen mit den Territorien im Hirn, die von Blutgefäßen versorgt werden, übereinstimmen. Eine rein neuronale Ursache würde dagegen nicht von diesen Territorien abhängen. Allerdings würde ein neuronaler Mechanismus wie SD die Hirnrindenkrümmung respektieren und so zu den charakteristischen Mustern führen.

Folglich müssen wir einfach den Verlauf der Sehstörungen bei Migräne mit dem Pfad der Welle auf der Hirnrinde vergleichen. 

Der Fim ist in HD Qualität und kann bei YouTube in dieser gesehen werden (Klick zunächst auf YouTube Logo am rechten Rand des Films über dem HD Zeichen).

In dem YouTube-Film sehen Sie zunächst einen an sich beliebigen Hintergrund, in diesem Fall unseren PLoS ONE Artikel, in dem die Ergebnisse präsentiert wurden. Auf diesem Hintergrund zeichnet sich eine typische Sehstörung ab. Sie beginnt kurz über meinem Vornamen.

Unmittelbar nach dem ersten Bemerken seiner migränösen Sehstörungen hatte ein Ingenieur diese aufgezeichnet. Über viele Jahre fertigte er über 300 Zeichnungen an. Der Film basiert auf einer dieser Zeichnungen. Um diese Zeichnungen mit der Anatomie vergleichen zu können, haben wir die Sehrinde mit der funktionellen Magnetresonanztomographie genau vermessen.

Ab Sekunde 15 blendet der Film über. Rechts sehen Sie in einer Simulation was der Ingenieur sah. Er fixierte seinen Blick die gesamte Zeit auf das rote Kreuz am linken mittleren Rand eines Blattes. Jede Minute markierte er so mit einem Stift die aktuelle Position seiner Sehstörung, die sich relativ zum Blickpunkt bewegt.

Rechts im Film sehen Sie einen Schnappschuss dieser Szene. Für jeden anderen Beobachter sähe es so aus, als würde der  Ingenieur planlos blaue Linien zeichnen.

Der Film läuft in Zeitraffer. Die erste Minute dauerte in Echtzeit 8 Minuten. Dann wird erneut überblendet. Es bleiben die blauen Linien und es fächert von oben ein Farbverlauf ins Bild, der den Azimut, eine Winkelkoordinate des Gesichtsfeldes, farblich kodiert. Dieser Farbkode wird noch ein mal benutzt, um das entsprechende Areal in der Sehrinde des  Ingenieurs zu markieren. Die Sehrinde wird am Ende des Films vergrößert und isoliert im Vordergrund gezeigt. 

Die Szene endet auf einem Bild ähnlich zu diesem.

 

Hier erkennen wir, dass unser Gesichtsfeld ortstreu in der Sehrinde repräsentiert ist. Zum Beispiel ist der Horizont des halbseitigen Gesichtsfeldes entlang der Einfaltung in der Sehrinde repräsentiert. Der untere Quadrant des halbseitigen Gesichtsfeldes liegt oberhalb der Repräsentation des Horizontes. Hier verläuft die Sehstörung in diesen einen aufgezeichneten Migräneanfall. Also in den cyan-blauen Bereich. Die Störung lief sogar noch weiter, nach den ersten 8 Minuten war zunächst eine Pause von 7 Minuten und dann lief die Störung nochmals 12 Minuten weiter.

Noch wilder wurde es bei einem anderen Migräneanfall, der sich im linken Gesichtsfeld abspielte. Also in der rechten Hirnhälfte und dort wiederum natürlich auch in der Sehrinde. Gerade im Vergleich dieser beiden Daten, konnten wir die Korrelationen zwischen anatomischen Landmarken und dem Verlauf der Sehstörung erkennen. Diese sprechen eindeutig für eine neuronale Ursache, also für die spreading depression Theorie der Migräne. 

Haben Sie ähnliche Messungen durchgeführt, oder wollen Sie solche Messungen in Zukunft durchführen? Wenn Sie uns solche Daten zur Verfügung stellen, können Sie einen aktiven Beitrag zur Migräneforschung leisten. Für genaue Anweisungen wenden Sie sich bitte an mich (dahlem@physik.tu-berlin.de).

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Das Gehirn ist ein Torus

 

Markus Dahlem forscht seit über 20 Jahren über Migräne, hat Gastpositionen an der HU Berlin und am Massachusetts General Hospital. Außerdem ist er Geschäftsführer und Mitgründer des Berliner eHealth-Startup Newsenselab, das die Migräne- und Kopfschmerz-App M-sense entwickelt.

Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. @Markus: format?

    Ein wirklich interessanter Artikel. 🙂 Ich kenne solche Sehstörungen aus eigener Erfahrung und habe sie immer für Einbildungen gehalten.

    Welche Aufzeichnung der Sehstörung kannst du denn verwerten?

  2. Selbstbeobachtung

    Was sie beschreiben ist eine selbstbeobachtbare Gehirnaktivität.
    Ich konnte mir ein Grinsen nicht verkneifen, als ich Ihren Artikel las. Denn im Rahmen der sogenannten ´Nahtod-Erlebnisse´ gibt es jede Menge selbstbeobachtbarer Gehirnfunktionen – und bisher hat sich die Neurologie/Medizin nicht dafür interessiert.
    Sollte sich diese Haltung jetzt ändern?

  3. Migräneaura ohne Kopfschmerz

    Februar 1996:
    Zwei Wochen lang hatte ich eine schwere Erkältung oder die echte Grippe.

    Darauf folgend:
    Sechs Wochen lang hatte ich rasende Kopfschmerzen, gegen die kein Mittel half.
    Ich nahm aber dennoch oftmals am Tag 500 mg Aspirin.
    Zwei Monate lang hatte ich ein steifes Genick.
    Pulsierendes Rauschen im linken Ohr.
    Keine Migräneaura.

    Herbst 1996:
    Etwa alle zwei Tage trat die hier abgebildete Migräneaura auf.
    Hoher Blutdruck.
    Kein Kopfschmerz.

    http://members.chello.at/karl.bednarik/SEHSTO-1.PNG

    November 1996:
    Durch Dopplersonographie wird ein Totalverschluss der rechten Arteria carotis interna am Abgang festgestellt.
    Zur Versorgung des Gehirns hat sich bereits ein Cross-Flow ausgebildet.
    Seit damals nehme ich täglich 100 mg Thrombo ASS.
    Ich installierte ein vollautomatisches Alarmsystem, das auf Knopfdruck oder nach acht Stunden Passivität die Rettung herbei ruft.

    Bis 2009:
    Die Dopplersonographie zeigt, dass alle anderen Arterien im Bereich des Halses einwandfrei funktionieren.
    Die Migräneaura trat in den folgenden Jahren immer seltener auf, und trat in den letzten Jahren nur noch etwa alle drei Monate auf.
    Kein Kopfschmerz.

  4. schlaganfall mit 29/ Migräne Symptomatik

    Guten Tag,
    lieben Dank für Ihre Recherchen – es hilft, auch dem Laien. Dieser bin ich z.B.
    Vor drei Monten hatte ich am Abend des 31.10. Kopfschmerzen, ging zu Bett. Kurz davor verlor ich links oben die Sicht. Ein paar Minuten später fing ein fürchterlicher stechender Kopfschmerz von unten rechts nach oben “wellenartig” zu stechen/pulsieren. Danach muss ich in Ohnmacht gefallen sein.
    24 Std später fand man heraus, dass ich einen HIrninfarkt hatte.
    Ursache bleibt bis heute unbekannt. Es wurden alle Risikofaktoren durchgeprüft.

    Meine Großmutter und Mutter litten unter unglaublichen Migräneanfällen.

    Ich fange immer mehr an daran zu glauben, dass ich (auch wenn selten) meinen erste Migräneanfall mit einem Infarkt hatte.

    Meine Frage an Sie: Wie unabwägig oder abwägig fänden Sie solch eine Annahme? Könnte man im Nachhinein Tests machen bzgl der Migräne Aura´+ Infarkt?

    Ganz herzlihcen Dank für Ihr Kommentar.

    MFG — Name gelöscht —
    Könnte es sein, dass ich am 31.10

  5. Beitrag von Frau — Name gelöscht —

    Gerne möchte ich Frau — Name gelöscht —, die ich persönlich kenne und schätze auf diesem Wege mein Mitgefühl für das Erlittene ausdrücken und ihr für die weitere Genesung die allerbesten Wünsche übermitteln! Ich würde mich sehr freuen, wenn Sie diese Nachricht an Frau — Name gelöscht — weiterleiten.
    Mit Besten Grüßen Uli Stöberer, ehem. München, jetzt Berlin.

  6. Habe selbst solche Sehstörungen

    Hallo
    Ich habe hin und wieder kleine Sehstörungen, aber vor einer Woche zuletzt so massiv, dass ich es mit der Angst bekam. Genau so, wie sie hier geschildert werden: ein Bogen, gefüllt mit flimmernden geometrischen Mustern, der sich ausdehnte und nachdem ich kurz fast nichts mehr sah löste er sich auf. Aber ich hatte weder vorher noch nachher Kopfschmerzen. Kann das troztdem Migräne sein?
    Bitte um Antwort, denn ich weiß nix so recht damit anzufangen.
    Tschau, Qexilber

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