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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Epilepsie: Wie Mathematiker die Medizin unterstützen |
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| | | Das menschliche Gehirn stellt normalerweise eine kontrolliert elektrisch geladene Masse dar - bei epileptischen Anfällen ist dieses komplexe System allerdings gestört. Ursache sind unkontrollierte Entladungen von Nervenzellen. Ein Forscherteam mit österreichischer Beteiligung hat nun eine Rechenmethode entwickelt, mit deren Hilfe innerhalb kürzester Zeit jene verantwortlichen Zellverbände im Gehirn aufgespürt werden können. |
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Ulrich Langer und seine Mitarbeiter vom Institut für Numerische Mathematik der Universität Linz haben die Methode in Zusammenarbeit mit Forschern des Leipziger Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften sowie des Leipziger Max-Planck-Instituts für Mathematik in den Naturwissenschaften entwickelt, wie die Uni Linz am Montag bekannt gab.
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Epilepsie: Unkontrollierte elektrische Entladung
Das menschliche Gehirn ist normalerweise eine kontrolliert elektrisch geladene Masse. Denn das Netzwerk von Nervenzellen unterliegt einerseits erregenden und andererseits hemmenden Einflüssen. Und jede Nervenzelle kommuniziert mit zahlreichen Nachbarzellen über elektrische Impulse. Hebt man beispielsweise einen Arm, dann kommt es in einem bestimmten Bereich des Gehirns zu einer Entladung.
Bei Epilepsie erfolgen diese Entladungen allerdings unwillkürlich und plötzlich - ein Anfall entsteht, wenn sich diese Impulse unkontrolliert ausbreiten: Schon ein einziges Ausgangssignal kann dann in Millionen von Nervenzellen eine entsprechende elektrische Antwort hervorrufen. |
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 Mehr Informationen in www.epilepsie-online.de |
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Rund 65.000 Österreicher betroffen |
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Nach Schätzungen von Experten leiden in Österreich rund 65.000 Menschen an Epilepsie. Meist werden die Betroffenen mit Medikamenten behandelt, doch bei bis zu 20 Prozent der Patienten helfen die Substanzen nicht.
Vor allem in diesen Fällen greifen Mediziner auch zu "drastischeren" Möglichkeiten: Man versucht, die überaktiven Areale im Gehirn aufzuspüren und - wenn möglich - chirurgisch zu entfernen.
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Mit MEG und EEG den Zellen auf der Spur |
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Dabei kommen zunächst altbekannte Methoden zum Einsatz: Spezielle Elektroden werden auf der Kopfhaut angebracht und messen die Gehirnströme des Patienten, die Mediziner suchen mit EEG und/oder MEG nach elektrischen Unregelmäßigkeiten, die von den kranken Neuronen ausgehen.
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Enormer Rechenaufwand notwendig |
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Die Sache ist allerdings äußerst komplex: Denn im Computer wird der gesamte Kopf des Patienten zunächst in zirka eine halbe Million kleiner Tetraeder "zerlegt", eine Vielzahl von Gleichungssystemen soll schließlich - nach der Berechnung - die punktgenaue Lokalisation der betroffenen Zellverbände ergeben.
Der Rechenaufwand hierfür ist enorm, da eine ungeheure Vielzahl von Gleichungen mit Hunderttausenden Unbekannten gelöst werden muss, wie Ulrich Langer gegenüber science.ORF.at erläutert.
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Lösung innerhalb von Stunden |
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Bisher dauerte die Lösung Wochen und Monate, mithilfe der Ergebnisse von Langer und Kollegen ist man nun bei wenigen Stunden angelangt. Unterstützt wurden die Linzer Forscher durch Drittmittel und vom Fond zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF).
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01.01.2010 |
