Aufenthalte am Forschungszentrum Jülich (VII)

Praktikumsbericht

Praktikum am Institut für Medizin in Jülich
vom 16. bis zum 27.10.2006
Von Rasmus Geßner

In der Zeit vom 16. bis zum 27.10.2006 absolvierte ich ein Praktikum am Institut für Medizin (IME) des Forschungszentrums Jülich.

Drei Sender (weiß) und Empfänger (grüne Flächen am Gerät), die Punkte können mithilfe von Dreiecksberechnungen lokalisiert werden

Das IME hat verschiedene Forschungsschwerpunkte, die jedoch alle mit dem Gehirn von Menschen und Tieren zusammenhängen. Es wird der Hirnschrittmacher weiterentwickelt, das Gehirn wird genau kartografiert, verschiedene Stoffwechsel-Vorgänge werden visuell aufbereitet und erstmals in ihre Bestandteile zerlegt.

Meine ersten Patientenerfahrungen machte ich ziemlich schnell, da ich bei diversen Motorik-Experimenten assistieren durfte, die mit Schlaganfall- und Parkinson-Patienten durchgeführt wurden. Der Patient sollte hierbei einen erhöht liegenden Würfel greifen und danach die Hand wieder in die Ausgangsposition bewegen. Mithilfe einer Ultraschall-Messmethode kann der Weg der Hand zum und vom Würfel nachgezeichnet werden und dient z. B. bei Parkinson-Patienten zur Erkennung des Tremors (Zittern).

Der Schlaganfall-Patient wurde mit Magnetfeldern am Motorcortex des Gehirns stimuliert und seine Bewegungen davor und danach miteinander verglichen. Es stellte sich eine nicht unwesentliche Besserung heraus, da der Ablauf sehr viel flüssiger war. Insbesondere bei Schlaganfall-Patienten wird in die Trans-Cranielle („durch den Schädel“) Magnetstimulation sehr viel Hoffnung gelegt, aber man muss sagen, dass diese Methode eine sehr neue ist und zur Zeit noch Grundlagenforschung betrieben wird.

Das IME besitzt verschiedene Tomographen, mit deren Hilfe man z. B. Tumore lokalisieren und Blutungen im Gehirn feststellen kann. Die Tomographen unterscheiden sich in ihren Anwendungsschwerpunkten und Arbeitsweisen.

fMRT (funktionelle Magnetresonanztomographie): Die sog. „Röhre“ dient zur Feststellung von organischen Schäden am Gehirn. Tumore können lokalisiert werden, jedoch ist das fMRT etwas zu ungenau dafür. Es können Stoffwechselvorgänge sichtbar gemacht werden, indem die Durchblutungsstärke verschiedener Gehirngebiete farbig dargestellt wird. Die Schärfe des Bildes hängt von der Stärke des Magnetfeldes ab, das benutzt wird, um die Bilder zu erzeugen.
MEG/EEG (Magnetenzephalographie/Elektroenzephalographie): Die MEG wird dazu benutzt, um sog. „Hirnströme“ sichtbar zu machen. Es werden in Wirklichkeit jedoch nicht Ströme gemessen, die aus dem Gehirn austreten, sondern die bei elektrischen Reaktionen (Nerven werden gereizt) entstehenden Magnetfelder. Da diese verständlicherweise sehr klein sind, wird das MEG auch entsprechend abgeschirmt. Als ich in einer Messung lag, durften auf dem Flur drei Meter entfernt keine Metallgegenstände bewegt werden, obwohl ich in einer meterdick abgeschirmten Kammer lag!

Das EEG ist weniger empfindlich und zudem auch ungenauer, da die Abnehmer jedes Mal per Hand auf der Kopfhaut fixiert werden müssen. Das macht diese Art der Messung ungenauer als das MEG, jedoch genau genug, um ein grobes Bild der Magnetströme zu bekommen.
PET (Positronen-Emissions-Tomographie): Dem Patienten wird ein radioaktiver Marker verabreicht (meistens intravenös), der sich an bestimmte Stoffwechselstoffe koppelt. Nach kurzer Zeit lagert sich dieser Marker an bestimmten Zentren an und kann so mögliche Tumore anzeigen, da dort eine besonders hohe Stoffwechselaktivität stattfindet.

PET: Hier sieht man deutlich den Ring, der aufprallende Photonen des Markers aufzeichnet
Das PET zeichnet die dabei austretenden Elektronen genau auf und ein PC rechnet später die Daten zu einem Abbild um. Der Nachteil des PET ist, dass kein anatomisches Bild des Gehirns erzeugt wird, sondern nur besonders aktive Bereiche aufgezeichnet werden können. Daher benötigt man ein Verfahren wie das CT, um die Stoffwechselvorgänge mit dem Bild des Gehirns koppeln zu können.
CT (Computer-Tomographie): Hierbei wird der Patient konstant geröntgt, d. h. er wird mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch ein Röntgengerät gefahren und die Bilder später am Computer zusammengerechnet. Es entsteht ein gutes Abbild des Körpers, welches aber mehr physiologische Schäden (Knochenbrüche o. Ä.) verdeutlicht als Schäden an Organen. Der große Nachteil vom CT im Vergleich zum (f)MRT ist die hohe Strahlendosis, der der Körper konstant ausgesetzt ist. Jedoch sind die Bilder genauer.

Ich habe selbst an fMRT- und MEG-Messungen als Proband teilgenommen und eine PET-Untersuchung angesehen. Zudem „probierte“ ich TMS aus, wobei Teile meines Gehirns mit starken Magnetfeldern kurzzeitig gereizt wurden. So konnte man z. B. seinen kleinen Finger oder auch die ganze Hand völlig ohne Willen bewegen (lassen).

Außerdem durfte ich einen genaueren Einblick in die Elektronen-Mikroskopie werfen. Von der Vorbereitung der Präparate bis hin zur Mikroskopie selbst war dies ein weiterer, sehr interessanter Teil des Praktikums.

Elektronen-Mikroskop, 22 k

Elektronen-Mikroskop: Auf den Bildschirmen erscheinen mit einer Verzögerung von ~10s die Bilder. Bei einer Nachjustierung dauert es wiederum so lange, bis man die Auswirkungen sieht.

Zum Praktikumgehörte auch die Sektion von Ratten, anhand derer ich insbesondere die Anatomie von Tieren besser kennen lernen konnte. Natürlich sind solche Sektionen wesentlich praxisnaher als stumpf mit einem Anatomie-Atlas in der Hand Knochen auswendig zu lernen. Trotzdem sollte so etwas nie als in irgendeiner Art und Weise „normal“ angesehen werden. Ich persönlich sehe zwar den Nutzen von Sektionen, aber man sollte keineswegs Tierversuche – etwas anderes ist es ja nicht – als absolutes Mittel zum Lernen und Herleiten von Vorgängen sehen. Hinzuzufügen ist, dass Tierversuche in Deutschland sehr stark reglementiert sind und unter dementsprechend starken Einschränkungen stehen.

Insgesamt kann ich sagen, dass mir das Praktikum sehr viel Spaß gemacht hat. Das liegt vor allem an den äußerst hilfsbereiten und netten Medizinern, Psychologen, Professoren, TAs, Doktoranden, und anderen gestressten Studenten, die immer wieder Fragen beantworteten und mich niemals spüren ließen, dass ich ja nur Praktikant sei. Einen Großteil dazu hat auch meine Betreuung beigetragen, danke an Oli Haumann und Frau Fournier. Danke auch an die Förderer der Auricher Wissenschaftstage, ohne die dies nicht möglich gewesen wäre, und an Herrn Stracke für die reibungslose Organisation.

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