Forschern ist es gelungen, die Nervenzellen von Schweinen vier Stunden nach deren Tod zu reanimieren. Ihre Technologie könnte künftig bei Notfällen helfen – und sich auf die Definition auswirken, ab wann ein Mensch als tot gilt.

Lassen sich Gehirne auch noch mehrere Stunden nach dem Tod wieder zum Leben erwecken? Diese – an sich spannende – wissenschaftliche Frage ausgerechnet in der Karwoche zu thematisieren, kann man für geschmacklos halten. Doch das renommierte Fachjournal „Nature“ widmet dem brisanten Thema just am Gründonnerstag eine Titelgeschichte.

Anlass dafür sind die Experimente, die US-Hirnforscher an der Yale School of Medicine in New Haven durchgeführt haben – wer die blutigen Details der Versuche mit Schweinehirnen lieber nicht erfahren möchte, sollte die zwei folgenden Absätze überspringen:

Die Wissenschaftler haben sich in einem Schlachthof die Köpfe von frisch getöteten Schweinen geben lassen. Die sechs bis acht Monate alten Tiere waren reguläre Schlachttiere, wurden also nicht speziell für das Forschungsprojekt getötet. Die Tötung der insgesamt 32 Schweine erfolgte nach einer Betäubung durch Elektroschock – gemäß der Richtlinie des US-Landwirtschaftsministeriums.

Die Köpfe wurden abgetrennt und man ließ sie ausbluten. Noch vor Ort spülten die Forscher die Schweinehirne über die vorderen Arterien 30 Minuten lang mit acht Litern einer 20 Grad Celsius warmen Spüllösung. Anschließend wurden die Köpfe auf Eis gelagert ins Labor transportiert. Dort wurden die Schädelknochen entfernt, die Hirnnerven gekappt und die Basisarterie verschlossen, die den Hirnstamm versorgt. Auf dem Labortisch lagen sodann „nackte“ Gehirne.

Eine Mixtur aus Kunstblut und Nährstoffen

Vier Stunden nach der Tötung der Schweine im Schlachthof begann das eigentliche Experiment: Die Wissenschaftler starteten eine Maschine, die die isolierten Schweinehirne mit einer speziellen Lösung versorgte. Das von den Forschern entwickelte und „BrainEx“ getaufte System pumpte die Mixtur aus Kunstblut und Nährstoffen bei Körpertemperatur durch die Hirnarterien. Und siehe da, spätestens eine Stunde nach Beginn dieser Perfusion zeigten die Hirne wieder einen normalen Stoffwechsel und einzelne Zellen reagierten auf Reize und sendeten synaptische Signale.

Das klingt revolutionär – geht man bislang doch allgemein davon aus, dass ein Gehirn, dessen Sauerstoffversorgung komplett unterbrochen ist, bereits nach wenigen Minuten irreversibel geschädigt ist. Eine Kaskade von Stoffwechselreaktionen, so lautet die Lehrmeinung, führt nach wenigen Stunden zu Zelltod, Nekrosen – also dem Absterben des Gewebes – und schließlich dem Ausfall aller Hirnfunktionen. Die Forscher um Nenad Sestan konnten indes noch zehn Stunden nach dem Tod der Tiere einen stabilen Stoffwechsel und Aktivität von Neuronen nachweisen.

„Diese Forschungsergebnisse können dazu führen, dass intensivmedizinische Maßnahmen länger als bisher ergriffen werden müssen“, kommentiert Jochen Taupitz. Er ist Direktor des Instituts für Deutsches, Europäisches und Internationales Medizinrecht und seit 2016 Vorsitzender der Zentralen Ethikkommission bei der Bundesärztekammer.

Taupitz hält es für wahrscheinlich, dass die Erkenntnisse der US-Forscher die Diskussion der Frage befeuern werden, wann genau eigentlich ein Mensch tot ist. Schließlich gebe es bei manchen eine Urangst, dass tot möglicherweise eben doch nicht wirklich tot bedeutet, sagt Taupitz. Genau dieser Aspekt spielt bei den Themen Organspende und Hirntod eine zentrale Rolle.

Die Nervenzellen sterben nicht nach wenigen Minuten ab

Dabei sind die Forscher der Yale School of Medicine keineswegs die ersten, die tote Hirne wiederbelebt haben. Konstantin-Alexander Hossmann hat bereits in den 1970er-Jahren am Kölner Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung mit Gehirnen von Katzen und Affen experimentiert.

Heute sagt der Emeritus Hossmann dazu: „Damals konnten wir erstmals nachweisen, dass die Gehirne dieser Tiere nach einem kompletten Kreislaufstillstand von einer Stunde Dauer wiederbelebt werden können und die Nervenzellen nicht – wie bis heute noch häufig angenommen wird – bereits nach acht bis zehn Minuten absterben.“

Hossmann fühlt sich durch die neue Studie bestätigt: „Die Untersuchungen suggerieren, dass eine Wiederbelebung möglicherweise sogar noch bis zu vier Stunden nach Eintritt eines Kreislaufstillstandes möglich ist.“ Voraussetzung sei jedoch damals wie heute, dass das Gehirn mit Beginn der versuchten Wiederbelebung vollständig und gleichförmig mit Sauerstoff und den für den Stoffwechsel notwendigen Nährstoffen versorgt wird.

Da erscheint es naheliegend, eine solche Reanimation des Gehirns in bestimmten Notfallsituationen anzuwenden. Dies ist aber nach Kenntnis von Professor Hossmann bislang noch nie geschehen: „Nach aktuellem Stand des Wissens ist es bisher unter klinischen Bedingungen nicht gelungen, eine neurologische Wiederbelebung zu erzielen, wenn das EEG oder andere funktionelle Vitalitätszeichen des Gehirnes nicht innerhalb der ersten Stunde nach Beginn der Reanimation zurückkehrten.“ Doch dieser Stand des Wissens könnte sich ja durch die neuen Erkenntnisse verschieben. Hossmann erwartet zumindest, dass „die Schlaganfallforschung durch die neuen Befunde beflügelt wird.“

Gruselige Vorstellung eines isoliert denkenden Gehirns

Bei den von Hossmann durchgeführten Experimenten mit Rhesusaffen und Katzen zeigten die Gehirne nach der „metabolischen Reanimation“ eine per EEG messbare Aktivität im gesamten Nervennetzwerk. Ob damit auch eine funktionelle Reanimation von Hirnfunktionen einherging, ist eine offene Frage geblieben.

Aus ethischen Gründen haben die US-Forscher durch Zugabe bestimmter Wirkstoffe in das Kunstblut verhindert, dass es in den Hirnen zu umfassenderen neuronalen Aktivitäten kommen kann. Sie empfehlen anderen Forschern, dies bei ähnlichen Experimenten so zu handhaben. Die Vorstellung wäre gruselig, dass da ein vollständig isoliertes Gehirn irgendwelche Dinge „denkt“ oder „fühlt“.

Doch wenn man an mögliche humanmedizinische Anwendungen denkt, wäre genau dies die entscheidende Frage: Lassen sich durch eine geeignete Reanimation nur einzelne Hirnzellen aktivieren? Oder sind sie gemeinsam auch wieder in der Lage, als Kollektiv im Netzwerk zu agieren und damit bestimmte funktionelle Leistungen des Gehirns zu erbringen?

Um diese Frage zu klären, müsste ein langer Forschungsweg mit etlichen ethischen Hürden beschritten werden. „Es wird sich zeigen, ob das Verfahren auch in der klinischen Reanimatologie eingesetzt werden kann“, sagt Hossmann pragmatisch.

Vorerst keine Folgen für Wiederbelebungsmaßnahmen

Vorerst haben die neuen Erkenntnisse jedenfalls keinerlei Relevanz für einen Menschen, der zum Beispiel auf offener Straße einen Herz-Kreislaufstillstand erleidet: „Er braucht nach wie vor schnellstmöglich Wiederbelebungsmaßnahmen“, sagt Professor Bernd Böttiger von der Uniklinik Köln, der Vorstandsvorsitzender des Deutschen Rates für Wiederbelebung ist.

Die neuen Forschungsergebnisse haben vorerst auch keine Auswirkung auf die Entscheidung, wann einem Verstorbenen ein Spenderorgan entnommen werden darf – zumindest nicht in Deutschland. Hierzulande sind nämlich die Voraussetzungen dafür so geregelt, dass sich auch durch die spektakulären neuen Erkenntnisse keine Änderungen ergeben.

„Nach der einschlägigen Richtlinie der Bundesärztekammer ist die Irreversibilität des Hirnfunktionsausfalls erst dann nachgewiesen, wenn die klinischen Ausfallsymptome nach mindestens zwölf Stunden erneut übereinstimmend nachgewiesen worden sind“, stellt Professor Taubitz fest. „Eine Wiederbelebung nach circa vier Stunden führt also dazu, dass der betroffenen Person keine Organe entnommen werden dürfen. In anderen Ländern gelten allerdings viel kürzere Wartezeiten.“

Muss der Hirntod bald neu definiert werden?

So könnte unter anderem in Spanien, Belgien und auch den USA eine neue Ethik-Debatte ausgelöst werden, weil in diesen Ländern bereits nach wenigen Minuten Herzstillstand die Entscheidung für eine Organentnahme gefällt werden kann – gemäß der „Maastricht Classification of Organ Donation after Circulatory Death“.

Auch Sven Poli vom Tübinger Hertie-Institut für klinische Hirnforschung betont, dass die Definition des Hirntods von der neuen Studie nicht berührt werde. Doch wenn tatsächlich eine Aktivität im Nervennetzwerk nachgewiesen werden sollte, würde sich die Frage neu stellen, ab wann der Kampf um die Hirnfunktion verloren ist: „Spätestens dann wäre zu evaluieren, ob diese Technik auf den Menschen übertragbar wäre – wie es aufgrund des stetigen medizinischen Fortschritts auch in der Vergangenheit erfolgt ist, beispielsweise mit der Herz-Lungen-Maschine.“

Scharfe Kritik an der Studie äußert Peter Dabrock, Professor für Systematische Theologie und Ethik an der Universität Erlangen-Nürnberg, der Vorsitzender des Deutschen Ethikrats ist. Er befürchtet, dass die Studie zur Irritation und Verstörung in der Bevölkerung bei der Beurteilung der Organtransplantation führen könnte.

„Aus einer wissenschaftlich höchst anspruchsvollen Studie zum Aufflackern von Lebensspuren auf zellulärer Ebene bastelt die Redaktion von ,Nature’ – pünktlich zum Fest der Auferstehung – eine sensationsheischende Story, die den Eindruck erwecken soll: Wir haben den ersten Schritt getätigt, Säugetiere und damit auch Menschen aus dem Tod zurückholen zu können“, beklagt sich Dabrock. So generiere man Aufmerksamkeit, aber kein Vertrauen in die Wissenschaft – erst recht nicht, wenn es um ein existentiell so höchst relevantes Thema wie das Verständnis des Todes geht.