Qualen, Qualia und Querelen

BLOG: Graue Substanz

Migräne aus der technischen Forschungsperspektive von Gehirnstimulatoren zu mobilen Gesundheitsdiensten.
Graue Substanz

Gibt es eine Physik des Schmerzes?

Ist der Ausdruck “Physik des Schmerzes”, der im März-Beitrag “Was ist Schmerz” nur implizit vorkam und dann im zweiten Beitrag vorletzte Woche gleich im Titel erschien, vielleicht unglücklich gewählt?

Zunächst ist Schmerz ein eigener Sinn und da ich diese Eigenständigkeit zwar physiologisch erforschen will aber zunächst anatomisch meine, was liegt da näher, als den Neuroanatomen Helmut Wicht zu zitieren (Kommentar zu meinem Beitrag damals):

Der körperliche Schmerz ist aus Sicht der Anatomen insofern ein eigener “Sinn”, als er spezielle Rezeptoren (freie Nervenendigungen/Capsaicin etc.)und eigene Bahnsysteme/Verarbeitungsstationen im ZNS hat, ganz wie die anderen Sinne. Schmerz resultiert also NICHT, wie man auch mal meinte, einfach aus der massiven Übererregung eines sensorischen Systems, sondern ist mit der Aktivierung eines bestimmten, abgrenzbaren Sinnessystemes verbunden.

Er ist also den anderen Sinnen insofern gleich, als er ein eigenständiges Sinnessystem darstellt, er ist von den anderen Sinnen unterschieden, indem sein spezifischer Reiz die Gewebe(zer)störung ist.

Im letzten Beitrag “Physik des Schmerzes jenseits der Daumenschraube” verglich ich knapp diesen eigenen Sinn mit drei anderen unter Bezug auf die Physik: also Physik des Sehens (Optik), Hörens (Akustik) und Wärmefühlens (Thermodynamik). Dann umschrieb ich ebenso knapp, wie eine Physik des Schmerzes aussehen könnte. Was wären Fragestellungen? Ich zog als Beispiel Analogien zu Phasenübergängen bei der Magnetisierung heran. Alles noch sehr wage, zugegeben.

Es kam in den Kommentaren dann verständlicherweise der subjektive Erlebnisgehalt des Schmerzes zur Sprache. Das, was wir Qualia nennen. Und auch Helmut Wicht im oben zitierte Kommentar kam schon im direkten Anschluss darauf zu sprechen. 

Das Problem der “Qualia” (“wie es sich anfühlt, Qualen zu erleiden”) wird – da bin ich mir, denk’ ich, mit Stephan [Stephan Schleim, Anmerkung M.A.D.] einig – dadurch freilich ebensowenig gelöst, wie die Empfindung der Röte der Rose durch die Entdeckung von Zapfen in der Retina erklärt wird, die auf langwelliges Licht reagieren.

(Das Problem der Qualia gilt analog auch bei der Frage, wie es aussieht, Rot zu sehen.)

Ich stimme da völlig zu. Mir geht es nicht um Qualia, also den subjektiven Erlebnisgehalt des Schmerzes. In diese Richtung habe ich nie argumentiert. Ich freue mich über diese Kommentare, will meine Zielstellung nur nochmal mit diesem Beitrag deutlich abgrenzen.

Ist es nur ein Problem der Wortwahl, wie Helmut Wicht gestern andeutete?

Das ist aber keine Kritik an Deinem experimentellen Ansatz – es ist eine an der Wortwahl.

Gucken wir auf die Frage, ob ein Schmerz pochend oder pulsierend ist. Da kommt eine Komponente der Qualia ins Spiel, denn wir werden nie wissen, wie es sich für den denjenigen genau anfühlt.

Es gibt aber auch eine objektivierbare Komponente. Ähnlich wie sich Lautstärke und Frequenz beim Tinnitus durch Vergleich des Patienten mit einem von außen erzeugten Ton bestimmen lassen, kann man Schmerzen vergleichen. Man fand so heraus, dass die Frequenz des Migräneschmerzes nicht korreliert mit dem Pulsschlag [1], ist also nicht im wörtlichen Sinne pulsierend. Das ist absolut faszinierend! Als ich das erfuhr, war es wie eine Offenbarung für mich. Denn nun stellt sich die Frage, woher kommt diese Frequenz. Das ist keine Frage nach der Qualia!

Es ist eine Frage der Schmerzentstehung oder -erzeugung. Aber deswegen mich auf “Physik der Schmerzerzeugung” zu beschränken, wie Helmut Wicht es vorschlägt, hielte ich für falsch. Zumal dies eben wirklich die Konnotation Folterkammer in sich trägt.

Wie entsteht Schmerz? Noch wissen wir es eben nicht. Aber wenn Schmerz unabhängig vom Puls “pulsiert” und dies wahrscheinlich von Milliarden Gehirnzellen verursacht, die allerdings selbst im Millisekundentakt feuern, dann ist jeder theoretische Physiker sofort hellwach und denkt an Statistische Physik. Das hier nicht schon ein Gewebe (zer)störender Reiz pulsiert gilt insbesondere bei zentralen Schmerzen, z.B. Schmerzen, die im Hirnstamm von einem bisher noch hypothetischen Migränegenerator1 erzeugt werden sollen. Dies nennen wir in der Physik einen zentralen Mustergenerator (central pattern generator). Dessen Funktionsweise zu verstehen, betrifft eine mathematisch-physikalische Fragestellung.

Ich denke also nicht, dass es allein um Querelen der richtigen Wortwahl geht: es wird (hoffentlich) bald eine Physik des Schmerzes geben, die uns aber nichts über die Qualia der Qualen preisgibt.

 

PS

Mein Dank an alle Kommentatoren gerade auch an Dich, Helmut. Ich freue mich, auch Aspekte zur Qualia hier zu diskutieren. Wie ich schon oben schrieb, ich will nur meine Position verdeutlichen.

Fußnote

1Wohlgemerkt, ich selber habe jahrelang an einer alternativen Theorie gearbeitet, wie Spreading Depression als Gewebeschädigung Kopfschmerzen peripher auslöst, bin aber nicht minder von der Theorie des Migränegenerators begeistert.

 

Literatur

[1] Ahn AH. On the temporal relationship between throbbing migraine pain and arterial pulse, Headache. 2010 50:1507-1510.

 

© 2012, Markus A. Dahlem

Markus A. Dahlem

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.

21 Kommentare

  1. @Dahlem:

    »Mir geht es nicht um Qualia, also den subjektiven Erlebnisgehalt des Schmerzes. «

    Wicht wohl auch nicht, wenn ich ihn denn richtig verstanden habe.

    Das Schmerzerlebnis als solches ist doch bereits ein Konstrukt des Gehirns, ganz analog zu Farben und Tönen. Und so etwas wird, soweit ich weiß, auch “Qualia” genannt (ein völlig überflüssiger Begriff, wie ich finde).

    Wenn also der zentrale Schmerz allein vom schmerzunempfindlichen Gehirn generiert wird, ohne jegliche periphere Verursachung, was unterscheidet diesen Schmerz dann von einer Halluzination?

  2. Rot sehen.

    “… was unterscheidet diesen Schmerz dann von einer Halluzination?

    Nichts! Den zentralen Schmerz unterscheidet formal nichts von einer Halluzinations (sagen Sie’s bloß niemanden, der darunter leidet).

    Und doch ist diese Wortwahl falsch, denn wir meinen damit ja eine Trugwahrnehmung und da wir Schmerz nicht als von außen kommend ansehen, ist es auch kein Trug.

    Wenn ich Rot sehe, könnte es ja sein, dass es für mich so aussieht, wie Sie blau empfinden, trotzdem haben wir die gleichen Rezeptoren für rot (L-Zapfen) und blau (S-Zapfen), die gleiche Verschaltung über’s LGN zur Sehrinde in die sogenannten Cytochrom-c-Oxidase-Blobs dort, weiter in höhere Areal, die alle an der Farbwahrnehmung beteiligt sind, das gleiche Antwortverhalten aller Zellen (tuning curves): alles in allem also die gleichen Netzwerkstrukturen.

    Nirgends dort in diesem Farbnetzwerk ist ein Rot. Und nirgends in der Schmerzmatrix ist ein Schmerz. In diesem Sinne meine ich, es geht mir nicht um Qualia, wo Helmut schreibt, dass “es durchaus um Qualia geht“.

    Ich gebe Helmut selbstredend insoweit gerne recht, dass das Wort “Schmerz” (oder “Lust”) zunächst “dessen Wertung, unabhängig vom Inhalt der Wahrmehmung bezeichnet“. Keine Frage. Aber nicht exklusiv.

    Auch — so nutze ich es zumindest hier — den “datenmässigen Informationsgehalt” einer Sinneswahrnehmung darf ich als Schmerz bezeichnen. Das Wort Schmerz so nicht zu nutzen, wäre ja so wie wenn ich sagen würde die L-Zapfen und ihre Ziele in den Cytochrom-c-Oxidase-Blobs sind an der Rotsehenerzeugung beteiligt. Stattdessen aber würde ich sagen, mit diesen Strukturen sehe ich Rot.

  3. es pocht

    es korreliert nicht mit dem Pulsschlag? Unglaublich, ich bin total überrascht. Wieso ist mir das nie aufgefallen? Weil die Schmerzen bewegungsabhängig sind habe ich wohl einfach vorausgesetzt das ein Zusammenhang mit dem Puls besteht.

    Das ist beinahe so etwas wie ein Durchbruch oder?

    Wie stark weichen die Werte voneinander ab, könnte ich das selbst auszählen? Es pocht auch nicht immer im gleichen Tempo – oder täusche ich mich auch darin? Ich bedauere beinahe heute keine Migräne zu haben 😉

  4. Zwei verschiedene Ätiologien

    Die Frequenzen liegen ja immer noch recht nahe beieinander und ich würde mich über bessere Datenlage freuen.

    Es könnte auch eine sehr schwache Kopplung sein, die einen anderen Kreislauf nur schwach antreibt und der immer mal wieder aus dem Takt gerät.

    Für mich war diese Arbeit mit der Anlass nochmal weiter über den Migränegenerator nachzudenken — viele Kollegen sehen vor allem in den Vorbotensymptomen bis zu 24 Stunden zuvor (nicht Aura) und dem ausbleiben der Aurasymptomen (ca. 30min. zuvor) in dem überwiegenden Fällen diese Theorie eines Migränegenerator als überlegen an. Das hatte mich aber nie so sehr überzeugt, wie nun diese nicht vorhandenen Korrelation von Puls und pochen des Schmerzes.

    Wobei ich immer schon dachte, es gibt wahrscheinlich mindestens zwei verschiedenen Ätiologien (Ursachen) bei Migräne.

  5. @Dahlem

    Okay, unter “Halluzinationen” werden üblicherweise Sinneserlebnisse verstanden, die so empfunden werden, als stammten sie aus der Außenwelt, in Wahrheit aber intern erzeugt werden. Dennoch können (laut Wiki 😉 Halluzinationen alle Sinnesgebiete betreffen, also auch den Schmerzsinn. Und vom Gehirn aus gesehen gehört ja alles, was aus der Peripherie kommt, zur Außenwelt, auch der Körper.

    Wie kommt es überhaupt, dass dieser zentrale Schmerz so lokalisiert im Bereich des Kopfes wahrgenommen wird? Theoretisch könnte doch jedes Körperteil dafür herhalten (oder würde man das dann anders nennen, wenn bei einem “Migräne”-Anfall nicht der Kopf, sondern etwa die Schulter tierisch schmerzen würde?).

    »Wenn ich Rot sehe, könnte es ja sein, dass es für mich so aussieht, wie Sie blau empfinden, trotzdem haben wir die gleichen Rezeptoren für rot…« … und so weiter und so weiter, ganz richtig, alle beteiligten Strukturen sind praktisch die gleichen. Warum also sollte ich eine Farbe anders wahrnehmen als Sie? Wie könnte das geschehen? Oder anders gefragt: Was müsste sich strukturell und funktional alles ändern, damit ich die Welt in Komplementärfarben sehen könnte?

  6. @Balanus: multifunktional

    Unser Gehirn hat Bereiche, welche multifunktional arbeiten; z.B. werden körperliche Schmerzen und Liebeskummer in den gleichen Gehirnbereichen mental erzeugt – danach aber einer anderen Ursache zugeordnet.
    Möglicherweise ist dies der Grund, warum Migräne im Kopf lokalisiert wahr genommen wird: das Gehirn hat niemand, dem es die ´Schuld´ für seine Schmerzen zuweisen kann.

    [Antwort:
    Da hat sich meine Antwort mit Ihrer überschnitten, deswegen kurz hier hinein: Solche “Erklärungen” sind, denke ich, letztlich nicht hilfreich. Ich lese sowas in der Apotheken Umschau oder höre es auf RTL und frage mich dann immer, man weiß doch so viel, warum fällt man immer wieder auf solche schwammigen Erklärungen zurück? Wenn solche Vorschläge hier als Frage kommentiert werden, ist es wirklich sehr willkommen, aber es sollte klar sein, dass es eigentlich nichts wissenschaftlich erklärt.]

  7. Lokalisation

    Die Lokalisation erklärt sich daraus, dass der Migränegenerator im Hirnstamm vermutet wird und zwar in den Kerngebieten, die vom 5. Hirnnerven (Nervus trigeminus, Drillingsnerv) innerviert werden, also mit Nervenimpulsen versorgt. Nun könnte es zu einer autonomen Aktivität in diesen Trigeminuskernen (und weiteren Kerngebieten) kommen, ohne dass der Nervus trigeminus sich überhaupt zu Wort gemeldet hat. Das kann man in Rahmen der Verzweigungstheorie gut erklären (s. Kipp-Punkte im Hirnklima). Das, dieses Kippen, ist der entscheidende Punkt einer sogenannten Dynamischen Krankheit.

    Wobei da nur einer der drei Zweige betroffen ist, der obere V1, also ein Unternetzwerk. Konkret sind dass u.a. vier miteinander wechselwirkende Gebiete, nucleus raphe magnus (NRM), spinal trigeminal nucleus caudalis (Sp5C), periaqueductal gray (PAG), dorsal raphe nucleus (DRN). Diese und noch ein paar zusammen könnten einen zentralen Mustergenerator (central pattern generator) manifestieren.

    [Quelle: modifiziert nach dem Duus, also “Neurologisch-topische Diagnostik”]

    Zur Qualia: so wie ich es verstehe, gibt es halt schlicht keinen Zugang zu Ihrem Rot sehen und meinen Rot sehen, aber auch keinen vernünftigen Grund das als Problem auf den Tisch zu bringen.

  8. @ Dahlem – Hirnstamm/Trigeminus/Raphe

    Verstehe ich gerade nicht. Was haben die Raphe-Kerne mit den N.spin.trig. und der Nociception zu tun? Da fehlt mir einfach ein Stück anatomischer / hodologischer /funktioenller Information…

    Grüße

    Helmut

    [Antwort:

    Hier ein Schema des Migränegenerators.

    Aus dem Nature Neuroscience Review von Pietrobon & Striessnig und — siehe da! — im Spektrum der Wissenschaften 10/09 “Migräne – leider keine Einbildung” von David W. Dodick und J. Jay Gargus.

    Was mich an diesem Bild stutzig macht snd die pial vessels, seit wann sind diese mit Nocirezptoren innerviert? Stimmt das?

    ]

  9. bessere Datenlage

    könnte ich etwas für Dich tun um die Datenlage zu verbessern? Zählen, messen, aufschreiben, irgendwas? Das wäre kein Problem.

  10. Hallo in die “Runde”!

    “Die Lokalisation erklärt sich daraus, dass der Migränegenerator im Hirnstamm vermutet wird und zwar in den Kerngebieten, die vom 5. Hirnnerven (Nervus trigeminus, Drillingsnerv) innerviert werden, also mit Nervenimpulsen versorgt. Nun könnte es zu einer autonomen Aktivität in diesen Trigeminuskernen (und weiteren Kerngebieten) kommen, ohne dass der Nervus trigeminus sich überhaupt zu Wort gemeldet hat.”
    (Markus A. Dahlem)

    Es werden also die den “Schmerrezeporen” nachgeschalteten Neurone aktiviert, obwohl in Wahrheit gar keine Gebewezerstörung stattfand?
    Vielleicht ist da Frage ja zu banal, aber ich verstehe nicht, weshalb sich die Migräne/Kopschmerzen dann bis heute gehalten haben, wo steckt der evolutionäre Sinn, wenn tatsähclich keine Schädigung des Gewebes vorliegt?

    Es mag ja sein, dass der Alltagskopschmerz ein Effekt ist der nicht dem Selektionsdruck unterliegt, aber Migräne?

    Und zum potentiell rhythmischen Pochen eines Schmerzgefühls: Sind hier bereits individuelle Unterschiede zwischen Menschen bekannt? (Erstmal ganz unabhängig von etwaigen Korrelationen.)

    Gruß,
    Tom

  11. Ruhebedürfnis ???

    Mir liegen evolutionäre Argumentationen nicht so sehr, ich sehe meist die Fallstricke nicht, mehr will ich damit nicht sagen (insbesondere nicht etwas, dass ich nicht daran glaube).

    Es gibt im wesentlichen zwei große Theorien, die der Spreading Depression, die eine Gewebeschädigung auslöst. Daran arbeite ich eigentlich intensiver. Ein Blogbeitrage zu Problemen dieser Theorie hier.

    Die andere ist eben die, ohne tatsächliche Schädigung. Es gibt oft den Versuche, Migräne dann als ein Ruhebedürfnis des Gehirns zu interpretieren, ein Warnsignal zum herunter schalten, aber auch das ist mir zu teleologisch gedacht. Dabei stimmt es schon, Stressreduzierung kann eine gute Prophylaxe sein.

    Wie gesagt, ich fühle mich wohler, funktionell also physiologisch zu argumentieren. Was übrigens nichts weiter als mathematisch ist — habe ich das jemals schon erwähnt? Wenn der Biologie Funktion sagt, meint er Größen in den Organsystemen, die sich mit der Zeit (potentiell) ändern und dieses im gegenseitigen Wechselspiel. Man kann es auch einfach auch Differentialgleichung nennen.

  12. @ Dahlem

    Dankeschön für die Erklärungen und die Literaturhinweise. Die Sache ist ja hübsch komplex, da bleibt noch viel zu tun… 🙂

    Unterm Strich scheint der Migräne-Kopfschmerz also doch weit von einem halluzinationsähnlichen Phänomen entfernt zu sein. Also keineswegs vergleichbar mit dem Hören von nicht existierenden Stimmen, sondern eher vergleichbar mit dem Hören von Tinnitusgeräuschen.

    @ Tom

    Wäre die Migräne derart, dass sie die Menschen (und vor allem die Frauen, die ja mehrheitlich betroffen sind) an der Fortpflanzung hindert (etwa so wie das Forschen ;-), dann gäbe es vermutlich keine Migräne mehr, oder sie wäre ziemlich selten.

  13. @Alex

    Letztlich sind solche Anekdoten keine Daten, da die kontrollierten Bedingungen fehlen, aber ja, fände ich klasse.

    Übrigens von Dir mal zu lesen
    Ich bedauere beinahe heute keine Migräne zu haben 😉” hätte ich mir nicht träumen lassen, Du Dir wohl noch weniger.

    Versuche erst mal Deinen Puls zuverlässig zu fühlen, vielleicht gleich am Hals.

    Im Gegensatz zu Ärzten habe ich ja nicht den Praxiskontakt zu Patienten (bekomme allerdings wöchentlich Emails), so freue ich mich schon, auch solche Berichte aus erster Hand zu hören.

  14. @balanus

    “Wäre die Migräne derart, dass sie die Menschen (und vor allem die Frauen, die ja mehrheitlich betroffen sind) an der Fortpflanzung hindert (etwa so wie das Forschen ;-), dann gäbe es vermutlich keine Migräne mehr, oder sie wäre ziemlich selten.”

    Genaus richtig, deshalb fragte ich ja nach dem Sinn, also quasi, warum es die Migräne Trotz ihrer vermeindlichen Beeinträchtigung noch gibt;-)

    @Markus

    Dass keine Gewebsschädigung vorliegt und es bei Migräne/Kopfschmerz nur darum geht, dem Betroffenen eine Erholungspause aufzudrängen, halte ich nicht unbedingt für plausibel. Es gibt schließlich noch andere Möglichkeiten hierzu, wie beispielsweise körperliche Erschöpfung/Müdigkeit. Eine durch Migräne “erwungene” Ruhepause bedeutete wohl ohnehin keine effektive Erholung.

    Der Ansatz mit der Spreading Depression – mir war das Phänomen übrigens neu – scheint aber wirklich interessant zu sein! Ich denke, ich weiß nun, wo ich mich als nächstes einzulesen versuche…

    Gruß

  15. @Tom

    … halte ich nicht unbedingt für plausibel.

    Sehe ich ähnlich.

    Ich schreibe hier auch in weiteren Beiträgen zu Spreading Depression.

    Kann außerdem im NeuroForm der NWG einen Artikel von Jens Dreier empfehlen, muss ich suchen, mache ich aber gerne. Er schrieb auch in Nature Neuroscience ein review. Oder hier einfach herein fragen.

    Grüße
    M.

  16. Übelkeit

    Migräne hat mehr als Schmerz zu bieten, selbst der kleinstmögliche Migräneschmerz kommt nie alleine sondern immer Hand in Hand mit der Übelkeit.

    Übelkeit ist mindestens genauso quälend wie Schmerz, ich würde sogar sagen das sie unerträglicher ist, aber zugegeben… die Entscheidung wäre knapp.

    Was ist Übelkeit, warum kommen Schmerz und Übekelkeit während einer Migräne immer gemeinsam?

  17. Übel

    @Markus Dahlem

    Dem Schmerz in vielem so ähnlich und doch so unverwechselbar anders, aber nicht weniger wirkkungsvoll. Vielleicht ist es wirklich eine Überlegung wert – vielleicht auch nicht…

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