E. Pöppel, A. CiezaGinkgo, Goethe und das Gehirn &n

In allen Fällen handelt es sich um spezifische Störungen im Nervensystem, insofern als beispielsweise

Aufgrund von Beobachtungen, die insbesondere mit den bildgebenden Verfahren wie funktioneller Kernspintomographie (fMRT), Magnetoenzephalographie (MEG) und Positronenemissionstomographie (PET) erhoben wurden, wissen wir, dass jeder psychische Akt, jede bewusste Funktion, jede Handlung repräsentiert wird durch ein raumzeitliches Muster neuronaler Module. Es wäre also falsch zu meinen, dass jeweils nur an einem Ort im Gehirn eine hervorgehobene Aktivität zu beobachten ist, sondern kennzeichnend ist die gleichzeitige Aktivität räumlich getrennter Areale, in denen jeweils elementare Funktionen repräsentiert sind.

Psychische Funktionen

Welches sind nun die funktionellen Domänen, die hierbei eine Rolle spielen? In einer neuen Klassifikation psychischer Funktionen (Abb. 1) unterscheiden wir vier Funktionen, die die Inhalte des psychischen Repertoires bestimmen, und des weiteren zwei logistische Funktionen, die für die Verfügbarkeit jeder bewussten Handlung notwendig sind. Die Inhalte unseres Bewusstseins werden bestimmt durch unsere Wahrnehmungen, unsere Erinnerungen, unsere Gefühle und unsere Handlungen.

Es lässt sich nun zeigen, dass für die vier Domänen unseres psychischen Repertoires das Prinzip der lokalen oder modulären Repräsentation gilt. Definierte neuronale Module, in denen bestimmte neuronale Programme implementiert sind, stellen elementare Funktionen bereit. Die Vielfalt unseres Erlebens wird also getragen von räumlich voneinander getrennten neuronalen Modulen. Man beobachtet nun, dass gleichzeitig viele Module aktiv sind, wenn wir nachdenken, etwas betrachten, uns an etwas erinnern, lesen, schreiben oder uns unterhalten. Es sind nie nur Wahrnehmungsmodule, nur Erinnerungsmodule oder nur Gefühlsmodule aktiv, sondern jeder bewusste Akt ist durch gleichzeitige Beteiligung aller dieser Domänen gekennzeichnet.

Man kann somit sagen: Es gibt keine Wahrnehmung ohne gleichzeitige Erinnerung oder gefühlsmäßige Beteiligung, es gibt keine willentlich geplante Handlung, an der nicht auch unsere Gefühle, Wahrnehmungen und Gedächtnisleistungen beteiligt sind. Für unsere funktionelle Kompetenz sind alle Funktionsbereiche wesentlich, denn für jede Leistung können wir weder auf Gedächtnis noch Wahrnehmung noch gefühlsmäßige Bewertung noch willentliche Kontrolle verzichten.

Therapeutisch folgt daraus, dass im Falle einer selektiven Störung im Gedächtnissystem, wie es für Patienten mit M. Alzheimer typisch ist, eine Wiederherstellung nicht nur wegen der Einzelfunktion, sondern wegen des gesamten Wirkungsgefüges unseres Erlebens und Handelns erforderlich ist.

Logistische Funktionen

Die Funktionsfähigkeit der lokalen Module ist aber nicht hinreichend für die Verfügbarkeit psychischer Funktionen und unsere funktionelle Kompetenz. Denn neben den "Was-Funktionen", die die Inhalte unseres Erlebens bestimmen, gibt es die logistischen "Wie-Funktionen", die Inhalte überhaupt erst möglich machen. Der erste logistische Funktionsbereich kann mit Aktivation oder Vigilanz umschrieben werden; der zweite Bereich bezieht sich auf die zeitliche Koordination der neuronalen Prozesse in unserem Gehirn.

Die Abhängigkeit unserer funktionellen Kompetenz von der Aktivation - von der "Stromversorgung" - ist jedem bekannt aufgrund der tagesperiodischen Schwankungen unserer Leistungsfähigkeit; während des Schlafes wird die Aktivation derart heruntergefahren, dass wir nur minimal ansprechbar, wenn auch nicht völlig unansprechbar sind. Änderungen der Aktivation mit Wirkung auf die geistige Leistungsfähigkeit beobachtet man besonders auch bei schwer depressiven Patienten. Aufgrund der eingeschränkten Aktivation sind alle Was-Funktionen reduziert, sodass beispielsweise Erinnerungsleistungen oder gefühlsmäßige Bewertungen pathologisch verändert sind.

Zur Aktivation gehört auch die Aufmerksamkeit. Sich auf eine Sache konzentrieren zu können (fokussierte Aufmerksamkeit) oder gleichzeitig vieles im Blick halten zu können (verteilte Aufmerksamkeit) ist von spezifischen neuronalen Prozessen abhängig, die die jeweiligen Inhalte des augenblicklichen Erlebens bestimmen.

Der zweite Bereich der "Wie-Funktionen" wird durch die zeitlichen Organisationsprozesse repräsentiert. Dass unser Gehirn mit einem großen Problem im Zeitbereich konfrontiert ist, ergibt sich bereits daraus, dass jeder psychische Akt durch die gleichzeitige Aktivität räumlich getrennter Module gekennzeichnet ist. Wenn gleichzeitig an verschiedenen Orten neuronale Aktivitäten erforderlich sind, um ein bestimmtes Erleben zu ermöglichen, wie erklärt sich dann die Ganzheitlichkeit unseres Erlebens? Jede Handlung, jeder bewusste Akt, jedes Erlebnis ist charakterisiert dadurch, dass sie - zumindest beim Gesunden - als Einheit erlebt werden. Zur Herstellung dieser Einheit unseres Erlebens sind vor allem zwei verschiedene zeitliche Prozesse verantwortlich, die jeweils in unterschiedlichen neuronalen Vorgängen implementiert sind [11].

Systemzustände durch neuronale Oszillationen

Um die räumlich verteilten Aktivitäten zu koordinieren, schafft das Gehirn sich funktionelle Systemzustände mit Hilfe neuronaler Oszillationen. Jede Periode einer Oszillation mit einer Dauer von etwa 30 bis 40 ms repräsentiert einen solchen Systemzustand. Alles, was in diesem Intervall geschieht, wird als gleichzeitig behandelt. Damit schafft sich das Gehirn eine Basis für die Bestimmung elementarer Ereignisse, die dann der bewussten Verarbeitung bereit gestellt werden können. Experimentell können Intervalle von etwa 30 bis 40 ms in vielen Bereichen beobachtet werden.

Um die Abfolge von Reizen für das visuelle, auditive und taktile System zu erkennen, werden jeweils etwa 30 bis 40 ms benötigt. Neuronale Oszillationen mit derselben Periode lassen sich auch elektrophysiologisch messen. Sie spiegeln cerebrale Prozesse wider und sind entscheidend für die Generierung von Bewusstseinsinhalten. Dagegen können die neuronalen Oszillationen in der Narkose, wenn keinerlei Information mehr verarbeitet wird, zum Erliegen kommen. Insofern können die neuronalen Oszillationen bzw. ihre Unterbindung durch allgemein wirkende Anästhetika als Indikator für die Bestimmung der Narkosetiefe herangezogen werden.

Integration im 3-Sekunden-Takt

Mit den funktionellen Systemzuständen schafft das Gehirn sich eine erste Ebene von Ordnung, indem räumlich verteilte Aktivitäten zu elementaren Ereignissen zusammengefasst werden. Auf einer zweiten Ebene werden diese Ereignisse zeitlich integriert: Unser Gehirn fasst aufeinanderfolgende Ereignisse auf "Arbeitsplattformen" von etwa 2 bis 3 Sekunden Dauer zusammen. Diese zeitliche Integration ist überhaupt die Grundlage dafür, dass wir von bewusstem Erleben sprechen können. Was jeweils auf einer solchen Arbeitsplattform repräsentiert ist, wird von uns als gegenwärtig erlebt, und dies entspricht dem jeweiligen Zustand "bewusst".

Man kann dieses gegenwärtige Zeitfenster in vielen Funktionsbereichen beobachten:

Diese Beobachtungen über Gedächtnisprozesse, Wahrnehmungen, Sprache und Bewegungsplanung und -ausführung legen nahe, dass ein grundlegender zeitlicher Bindungsprozess dafür verantwortlich ist, dass wir überhaupt bewusst erleben können.

Kontinuität durch inhaltliche Verknüpfung

Wie kommt es, dass wir als anschauliche Kontinuität erleben, was logistische Prozesse im Takt von 30 bis 40 ms bzw. von 2 bis 3 Sekunden segmentieren? Anschauliche Kontinuität kommt dadurch zustande, dass die jeweils repräsentierten Inhalte, die durch die "Was-Funktionen" vermittelt werden, miteinander verknüpft werden.

Was jetzt geschieht und was im nächsten Augenblick geschieht, das ist meist voneinander abhängig, d.h. das Gehirn nützt die Kontinuität im Geschehen, die Hysterese-Effekte, effektiv aus, um Kontinuität zu konstruieren. Dass es sich hier um einen wirklichen Konstruktionsprozess handelt, wissen wir von Patienten, bei denen das "geistige Band" häufig abreißt: bei bestimmten schizophrenen Patienten oder bei Patienten, die an Alkoholismus leiden.

Der Traum von der Jugend

Kehren wir wieder zurück zu Goethe und zu Ginkgo biloba. Dass funktionelle Kompetenz, insbesondere beim älteren Menschen, auch durch die Einnahme von Substanzen oder bestimmten Medikamenten möglich ist, dies ist ein zentrales Thema des Faust-Dramas. In der Szene "Hexenküche" gelingt es Mephistopheles mit der Hilfe einer erfahrenen Hexe, Faust wesentlich zu verjüngen. Diesen unrealistischen Traum mögen wir alle, doch wie sieht die Wirklichkeit aus? Gibt es Möglichkeiten, unsere geistige Leistung zumindest zu verbessern?

Positive Effekte lassen sich u.a. mit dem Ginkgo-Spezialextrakt EGb 761 erzielen, der den wissenschaftlich am besten untersuchten Ginkgo-Extrakt darstellt und aufgrund von relevanten Studienergebnissen als klinisch wirksam anerkannt ist. Auch eine besonders kritische Bestandsaufnahme zeigt, dass in einigen Funktionsbereichen, die wir erörtert haben, durch diesen Extrakt Verbesserungen der Leistungen festzustellen waren.

Ginkgo-Spezialextrakt

EGb 761 wird in einem vielstufigen und aufwendigen Extraktionsverfahren aus getrockneten Ginkgo biloba-Blättern hergestellt und ist auf 22 bis 27% Ginkgoflavonglykoside und 5 bis 7% Terpenlactone sowie auf einen Gehalt an Ginkgolsäuren unter 5 ppm standardisiert. Der Extrakt ist besonders durch seine neuronale Schutzfunktion charakterisiert, die durch eine Verbesserung der Membranstabilität und eine Aktivierung des Glucosestoffwechsels der Nervenzellen [1] sowie durch die Inaktivierung von Sauerstoffradikalen zustande kommt. Untersuchungen weisen darauf hin, dass bei Demenzerkrankungen der neuronale Glucosestoffwechsel beeinträchtigt ist, was auch zu einer verminderten Bildung von Neurotransmittern führt.

Studien belegen die Wirksamkeit

Eine größere Zahl klinischer Studien hat in den letzten Jahren die Wirksamkeit von EGb 761 aufgezeigt: In einer metaanalytischen Untersuchung haben Oken et al. [9] wissenschaftliche Publikationen über

In weiteren Arbeiten wurde festgestellt,

Auch Pharmako-Elektroenzephalographie-Untersuchungen konnten hierzu interessante Ergebnisse beitragen. Bei Patienten mit Demenz-Erkrankungen sind Hirnströme im Vergleich zu gesunden älteren Menschen verändert. Nach Gabe von EGb 761 passte sich die Hirnstromaktivität der Demenz-Patienten wieder derjenigen von Gesunden an [6].

Neue Hirnfunktionstests erforderlich

Diese Beobachtungen belegen, dass von einer positiven Wirkung von Ginkgo biloba, speziell dem Extrakt EGb 761, auf die geistige Leistungsfähigkeit ausgegangen werden kann. Aber die Studien machen auch deutlich, dass eine systematische Suche nach positiven Effekten bisher noch nicht vorgenommen wurde. Einige der angewandten Tests lassen sich auf die hier vorgestellte Klassifikation von Hirnfunktionen abbilden; dies betrifft insbesondere einen bestimmten Aspekt der zeitlichen Verarbeitung (Reaktionszeiten) sowie selektive Gedächtnisfunktionen. Andere Bereiche wurden dagegen noch nicht systematisch bezüglich einer potenziellen Wirkung in den verschiedenen Domänen unseres Erlebens und Handelns überprüft. Deshalb verbergen sich in diesem Präparat vielleicht noch andere Wirkungen, die bisher noch nicht erkannt wurden.

Auch bei dieser Suche nach Wirkungen könnte Goethe eine gedankliche Führung geben. Halten wir uns an sein Wort:

Willst Du ins Unendliche schreiten, geh nur im Endlichen nach allen Seiten.

Literatur [1] DeFeudis, F. V. (1998): Ginkgo biloba extract (EGb 761). From chemistry to the clinic.Wiesbaden: Ullstein Medical. [2] Gräßel, E. (1992): Einfluss von Ginkgo-biloba-Extrakt auf die geistige Leistungsfähigkeit. Doppelblindstudie unter computerisierten Messbedingungen bei Patienten mit Zerebralinsuffizienz. Fortschr. Med. 110 (5): 73-76. [3] Halama, P. (1990): Was leistet der Spezialextrakt (EGb 761)? Therapiewoche 40: 3760 bis 3765. [4] Hofferberth, B. (1994): The Efficacy of EGb 761 in Patients with Senile Dementia of the Alzheimer Type. A Double-Blind Placebo-Controlled Study on Different Levels of Investigation. Hum. Psychopharmacol. 9: 215-222. [5] Hofferberth, B. (1989): Einfluß von Ginkgo biloba-Extrakt auf neurophysiologische und psychometrische Meßergebnisse bei Patienten mit hirnorganischem Psychosyndrom. Eine Doppelblindstudie gegen Plazebo. Arzneim.-Forsch. 39 (II, 8): 918-922. [6] Itil, T.M., Eralp, E., Tsambis, E., Itil, K.Z., Stein, U. (1996): Central Nervous System Effects of Ginkgo biloba, a Plant Extract. Am. J. Ther. 2, 63-73. [7] Kanowski, S., Herrmann, W. M., Stephan, K., Wierich, W., Hörr, R. (1996): Proof of Efficacy of the Ginkgo Biloba Special Extract EGb 761 in Outpatients Suffering from Mild to Moderate Primary Degenerative Dementia of the Alzheimer Type or Multi-infarct Dementia. Pharmacopsychiatry 29 (2): 47-56. [8] Le Bars, P. L., M. M. Katz, N. Berman, T. M. Itil, A. M. Freedman, A. F. Schatzberg, (1997): A Placebo-Controlled, Double-blind, Randomized Trial of an Extract of Ginkgo Biloba for Dementia. J. Am. Med. Assoc. 278 (16): 1327- 1332. [9] Oken, B. S., B. M. Storzbach, J. A. Kaye, (1998): The Efficacy of Ginkgo biloba on Cognitive Function in Alzheimer Disease. Arch. Neurol. 55: 1409-1415. [10] Pöppel, E. (1989): Taxonomy of the subjective: An evolutionary perspective. In: J. W. Brown (ed.): Neuropsychology of visual Perception. Lawrence Erlbaum Associates, Hillsdale, New Jersey (219-232). [11] Pöppel, E. (1997): A hierarchical model of temporal perception. Trends Cognitive Sci. 1 (2): 56-61. [12] Schmid, M., Schmoll gen. Eisenwerth, H. (Hrsg.) (1994): Ginkgo - Ur-Baum und Arzneipflanze - Mythos, Dichtung und Kunst. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart. [13] Unseld, S. (1999): Johann Wolfgang Goethe - Das Leben, es ist gut. Insel Verlag, Frankfurt/Main. [14] Unseld, S. (1998): Goethe und der Ginkgo. Ein Baum und ein Gedicht. Insel Verlag, Frankfurt/Main. [15] Wettstein, A. (1999): Cholinesterasehemmer und Ginkgoextrakte - in der Demenztherapie vergleichbar? Fortschr. Med., Originalien 117: 11-18.