Ein mysteriöser Anstieg der Gehirnaktivität während des Todes untersucht die Ränder des Bewusstseins

Wir stellen uns den Tod oft als einen Ein-Aus-Schalter vor. In einem Moment bist du da und im nächsten ist das Licht aus.

Nicht so. Während einer Herzinsuffizienz – einer der größten medizinischen Todesursachen weltweit – verliert das Gehirn nach und nach den Zugang zu Sauerstoff im Blut, die Aktivität bleibt jedoch bestehen. Weit entfernt vom letzten Atemzug des Abstiegs des Gehirns in die dauerhafte Bewusstlosigkeit gehen Wissenschaftler seit langem davon aus, dass diese elektrischen Signale Nahtoderfahrungen erklären könnten, und im weiteren Sinne: Bewusstsein.

Berichte über Nahtoderfahrungen erstrecken sich über verschiedene Altersgruppen, Kulturen und Ethnien. Die glücklicherweise wiederbelebten Menschen beschreiben oft lebhafte Visionen von Tunneln aus weißem Licht, die außerhalb ihres eigenen Körpers schweben oder sich wieder mit verstorbenen geliebten Menschen verbinden.

Für Dr. Jimo Borjigin von der University of Michigan School of Medicine in Ann Arbor deuten diese „realeren“ gemeinsamen Erfahrungen auf ein gemeinsames, wenn auch paradoxes Thema hin: Anstatt dass das elektrische Licht ausgeschaltet wird, löst das Sterben tatsächlich einen Stromstoß aus der Aktivität im menschlichen Gehirn.

Eine neue Studie unter der Leitung von Borjigin weist auf den ersten Proof of Concept der radikalen Idee hin. Da vier komatöse Patienten lebenserhaltend behandelt wurden, stellte ihr Team bei zwei von ihnen einen Anstieg der Gehirnaktivität nach dem Entzug fest, als sie starben.

Die neuronalen Aktivitätsmuster sind alles andere als zufällig. Das sterbende Gehirn erzeugte Wellen der Gammabandaktivität, eine schnell oszillierende elektrische Welle, die oft mit bewusster Verarbeitung und Gedanken verbunden ist. Das Team entdeckte diese Signale sowohl innerhalb einer kritischen „heißen Zone“ als auch in anderen Gehirnregionen, die zuvor mit dem Bewusstsein verbunden waren.

Um es klarzustellen: Es ist höchst unwahrscheinlich, dass die komatösen Teilnehmer kurz vor ihrem Tod das Bewusstsein wiedererlangten. Vielmehr zeigt die Studie, dass das sterbende Gehirn einen Abgesang erzeugt – einen solchen Mai Erklären Sie klare Visionen und außerkörperliche Erfahrungen, wie sie im Geist auftreten.

„Wie lebendige Erfahrungen während des Sterbeprozesses aus einem dysfunktionalen Gehirn entstehen können, ist ein neurowissenschaftliches Paradoxon. Dr. Borjigin hat eine wichtige Studie geleitet, die dabei hilft, Licht auf die zugrunde liegenden neurophysiologischen Mechanismen zu werfen.“ sagte Studienautor Dr. George Mashour, Gründungsdirektor des Michigan Center for Consciousness Science.

Der Tod macht Überstunden

Bewusstsein gibt es in zwei Geschmacksrichtungen.

Eine davon ist offensichtlich: Die Person ist wachsam und kann problemlos mit der Außenwelt interagieren. Die mysteriösere Hälfte ist verdeckt. Hier kann die Person in dem Sinne bewusst sein, dass sie sich selbst und ihre Umgebung wahrnimmt, dies aber nicht zeigen kann. Das passiert oft bei Menschen mit Hirnverletzungen wie Trauma, Schlaganfall oder Locked-in-Syndrom. Im Jahr 2006 eine Studie Die Messung der Gehirnaktivität mittels fMRT einer jungen Frau, die vegetativ wirkte, ergab überraschenderweise, dass ihr Gehirn auf verschiedene kognitive Aufgaben reagierte, obwohl ihr Körper dies nicht konnte. Nachfolgende Studien verwendeten EEG (Elektroenzephalographie), um bei nicht ansprechbaren Menschen – einschließlich komatöser und sterbender Menschen – nach Anzeichen von Bewusstsein zu suchen.

Borjigin ist kein Unbekannter darin, das sterbende Gehirn zu erforschen. Im Jahr 2013 führte ihr Team einen bahnbrechenden Versuch mit neun Ratten durch und maß deren Gehirnströme, als die Herzinsuffizienz einsetzte. Frühere Versuche, die neurobiologischen Grundlagen von Nahtoderfahrungen und dem Bewusstsein während des Sterbeprozesses aufzuspüren, konzentrierten sich hauptsächlich auf einzelne Neurochemikalien, wie z Dopamin und Glutamat. Nur wenige hatten die Gehirnaktivität direkt auf globaler Ebene untersucht.

In dieser Studie stattete das Team Ratten mit Elektroden aus, um ihre Gehirnwellen zu messen – neuronale Schwingungen elektrischer Aktivität. Wie Meereswellen haben diese unterschiedliche Frequenzen, ähnlich wie Radiokanäle. Jedes erfasst lose einen bestimmten Geisteszustand. Alpha-Wellen treten beispielsweise häufig im entspannten Wachzustand auf. Betawellen sind mit der kognitiven Verarbeitung im Wachzustand verbunden.

Aber Gammawellen erregten Borjigins Aufmerksamkeit. Diese neuronalen Schwingungen waren ursprünglich bei Affen nachgewiesen als Maß für visuelle Wahrnehmung, auch wenn einige ihre Existenz in Frage stellten. Die mysteriösen Wellen gewannen später an Bedeutung, als sie während des REM-Schlafs auftraten – der Schlafphase, die oft mit lebhaften Träumen und Bildern verbunden ist – und sogar mit einem Gefühl der Glückseligkeit danach Meditation.

Nach der chemischen Auslösung eines Herzstillstands bei den Ratten stellte das Team fest, dass die meisten Gehirnwellenfrequenzen an Stärke verloren (bekannt als „Power“). Überraschenderweise steigerten die Gammabänder ihre Leistung und wurden synchronisierter – ein Zeichen, das oft mit einem hochgradig bewussten Alarmzustand in Verbindung gebracht wird –, beweist aber nicht unbedingt, dass sie wachsam oder wach waren.

Ratten sind offensichtlich keine Menschen. Blick vorwärts ins Jahr 2022, ein separates Team hat die Gehirnaktivität eines 87-jährigen Mannes erfasst, als dieser unerwartet starb. In ähnlicher Weise platzte sein Gehirn 30 Sekunden lang vor Gammawellenaktivität, als sein Herz stehen blieb.

Ein klarer Tod?

Die neue Studie nutzte eine wertvolle Datenquelle: EEG-Aufzeichnungen von vier komatösen Patienten mit geringen Aussichten auf Genesung nach einem Herzstillstand. Keiner der Menschen zeigte irgendwelche Anzeichen von Overt Bewusstsein und verließ sich auf maschinelle Belüftung. Im Jahr 2014 waren sich ihre Lieben einig, dass es für sie an der Zeit war, zu sterben. Jede Person wurde mit einer EEG-Kappe ausgestattet, um ihre neuronale Aktivität zu messen, während sie von ihren Beatmungsgeräten entfernt wurde.

30 Sekunden bis 2 Minuten lang wurden die Gehirne zweier Patienten von Gammawellen durchflutet. Die Aktivität war sowohl innerhalb einer Gehirnregion – dem temporo-parietalen-okzipitalen Übergang (TPO) – lokalisiert und breitete sich auch auf den vorderen Teil der anderen Gehirnhälfte aus.

Das TPO wird oft als neuronales „Schlüsseltor“ für die Verarbeitung visueller Umgebungen angesehen und könnte eine „heiße Zone“ dafür sein, wie das Gehirn Bewusstsein erzeugt, erklärte das Team. Ähnlich wie bei früheren Tierversuchen synchronisierten sich die Gammawellen der Patienten in diesen heißen Zonen und über Gehirnregionen hinweg besser.

„Diese Daten zeigen, dass das menschliche Gehirn während eines Herzstillstands aktiv sein kann“, sagte das Team.

Das Bewusstsein aus dem sterbenden Gehirn entschlüsseln

Die Ergebnisse ähneln denen der Achtzigjährigen-Studie aus dem Jahr 2022. Der Themenpool bleibt jedoch klein, und beim Übergang der Wissenschaftler von Nagetierstudien zu Menschenstudien ist Konsistenz von entscheidender Bedeutung.

„Je konsistentere Ergebnisse wir haben, desto mehr Beweise gibt es dafür, dass es sich wahrscheinlich um einen Mechanismus handelt, der zum Zeitpunkt des Todes abläuft, und wenn wir ihn auf einen Ort genau bestimmen können, ist das umso besser.“ sagte Dr. Ajmal Zemmar, ein Neurochirurg an der University of Louisville Health, der nicht beteiligt war im aktuellen Werk war aber Co-Autor der Studie von 2022.

Andere sind weniger überzeugt. Für Dr. Daniel Kondziella von der Universität Kopenhagen, der nicht an der Studie beteiligt war, sind die Ergebnisse nicht überraschend. Da es Zeit braucht, an einem Herzstillstand zu sterben, ist es wahrscheinlich, dass die Nervenaktivität in den Minuten zwischen dem Herzstillstand und dem Hirntod durcheinander gerät.

Für Borjigin steht die Studie gerade erst am Anfang der Erforschung der Gehirnaktivität am Lebensende. Besonders interessant ist, dass die beiden Personen mit einem Gammawellenstoß beide begrenzte Epilepsieanfälle hatten. Obwohl es sich bei Epilepsie um eine Erkrankung handelt, die durch fehlerhafte neuronale Aktivität gekennzeichnet ist, kam es bei keinem von ihnen innerhalb der 24 Stunden vor der Studie zu Anfällen.

Obwohl dies unwahrscheinlich ist, ist es möglich, dass die auf der Kopfhaut der Patienten angebrachten EEG-Elektroden tiefere Anfälle, die die Gammaaktivität auslösten, nicht erfassten. Es sei etwas, das weiter untersucht werden müsse, sagten die Autoren. Ebenso war es der Studie nicht möglich, die Gehirnaktivität mit den persönlichen Erfahrungen der Patienten während ihres Bestehens in Zusammenhang zu bringen.

Mit anderen Worten: Wir wissen noch nicht, ob diese Wellen Nahtoderfahrungen begünstigen oder erzeugen. „Die beobachteten Ergebnisse sind jedoch auf jeden Fall aufregend und bieten einen neuen Rahmen für unser Verständnis des verdeckten Bewusstseins sterbender Menschen“, sagte Borjigin.

Derzeit möchte das Team die Studie auf mehr als vier Personen ausweiten, um Anzeichen von Gammawellen im sterbenden Gehirn besser aufspüren zu können. Aber noch wichtiger ist, dass die Arbeit „den Grundstein für die weitere Untersuchung des verdeckten Bewusstseins während eines Herzstillstands legt“ und wiederum „als Modellsystem zur Erforschung der Mechanismen des menschlichen Bewusstseins dient“, sagten sie.

Bild-Kredit: Gerd Altmann / Pixabay

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• Quelle: https://singularityhub.com/2023/05/09/a-surge-of-brain-activity-during-death-probes-the-edges-of-consciousness/