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Neues Verständnis für Funktion Gehirn ist wärmer als gedacht

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Ein Ergebnis der Forschungen ist eine 4D-Temperaturkarte des Gehirns.

(Foto: N. Rzechorzek/Edinburgh Imaging/Brain)

Die Körpertemperatur liegt in der Regel unter 37 Grad Celsius. Die durchschnittliche Hirntemperatur ist dagegen höher, findet ein Forschungsteam heraus. Und die Temperatur schwankt im Laufe des Tages auch noch. Problematisch könnte es sein, wenn diese Schwankungen ausbleiben.

Die normale menschliche Hirntemperatur ist nicht nur viel höher als die Körpertemperatur. Sie schwankt auch im Laufe des Tages und das abhängig von der Hirnregion, vom Geschlecht und vom Alter. Das berichten britische Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen im Fachblatt "Brain". Ihre Ergebnisse könnten auch Hinweise auf die Überlebenschancen von Patienten geben, die ein Schädel-Hirn-Trauma erlitten haben.

Für die Untersuchung wurden 40 Freiwillige im Alter zwischen 20 und 40 Jahren rekrutiert. Das Team um Studienleiterin Nina Rzechorzek vom MRC Laboratory of Molecular Biology (Cambridge/Großbritannien) nutzte ein Verfahren namens Magnetresonanzspektroskopie (MRS), um die Temperatur verschiedener Hirnregionen der Probanden an mehreren Zeitpunkten im Laufe eines Tages zu erfassen. Gleichzeitig wurde ihre Körpertemperatur unter der Zunge gemessen.

Das Ergebnis: Die Körpertemperatur lag in der Regel unter 37 Grad Celsius, die mittels MRS ermittelte durchschnittliche Hirntemperatur hingegen bei 38,5 Grad Celsius. In tieferen Hirnregionen und hier insbesondere im Thalamus wurden gar über 40 Grad Celsius gemessen. Der höchste gemessene Wert lag bei 40,9 Grad Celsius. Über alle Teilnehmer hinweg schwankte die Hirntemperatur im Tagesverlauf um knapp ein Grad Celsius, wobei am Nachmittag die höchsten und in der Nacht die niedrigsten Temperaturen gemessen wurden.

Frauengehirne noch wärmer

"Für mich ist das überraschendste Ergebnis unserer Studie, dass das gesunde menschliche Gehirn Temperaturen erreichen kann, die anderswo im Körper als Fieber diagnostiziert werden würden", kommentiert Studienautor und Biologe John O'Neill in einer Mitteilung. "Solch hohe Temperaturen wurden in der Vergangenheit bei Menschen mit Hirnverletzungen gemessen, aber es wurde angenommen, dass sie von der Verletzung herrühren."

Die Wissenschaftler stellten zudem fest, dass die Gehirne von Frauen im Durchschnitt knapp 0,4 Grad Celsius wärmer waren als die von Männern. Wie sie vermuten, sind diese Unterschiede auf den weiblichen Menstruationszyklus zurückzuführen, da die meisten Frauen in der Phase nach dem Eisprung untersucht wurden und ihre Hirntemperatur um etwa 0,4 Grad Celsius höher war als bei den Frauen, die sich in der Phase vor dem Eisprung befanden.

Darüber hinaus scheint die Hirntemperatur auch dem Schlafzyklus zu folgen. "Wir haben festgestellt, dass die Gehirntemperatur nachts vor dem Schlafengehen abfällt und tagsüber wieder ansteigt", erläutert O'Neill. Dabei zeigten sich die größten Schwankungen im Hypothalamus, der auch als "Schaltzentrale" des Körpers bezeichnet wird. Die Studie ergab außerdem, dass die Hirntemperatur mit dem Alter der Teilnehmer anstieg, vor allem in den tiefen Hirnregionen. Dort betrug der durchschnittliche Anstieg über die Spannbreite von 20 Jahren unter den Teilnehmern 0,6 Grad Celsius. Dies deute darauf hin, dass die Fähigkeit des Hirns zur Abkühlung mit dem Alter nachlasse und mit der Entwicklung altersbedingter Hirnleistungsstörungen in Zusammenhang stehen könnte, so die Autoren.

Hirntemperatur bei Verletzten zeigt Sterberisiko

Im zweiten Teil der Studie analysierten die Wissenschaftler Temperaturdaten von 114 Patienten, die ein mittelschweres bis schweres Schädel-Hirn-Trauma erlitten hatten. Auch deren durchschnittliche Hirntemperatur lag bei 38,5 Grad Celsius, sie variierte allerdings stärker als bei den gesunden Probanden - von 32,6 bis 42,6 Grad Celsius.

Die Forscher berichten weiter, dass die Hirntemperatur nur bei einem Viertel der Patienten mit Schädel-Hirn-Trauma einem täglichen Rhythmus unterlag. Abweichungen im Muster der täglichen Temperaturschwankungen korrelierten demnach mit dem Sterberisiko der Patienten. So starben 4 Prozent der Patienten mit einem natürlichen Rhythmus im Vergleich zu 27 Prozent aus der Gruppe, deren Temperaturrhythmus gestört war.

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Die Wissenschaftler betonen, dass noch weitere größere Studien nötig seien, um den beobachteten Zusammenhang zu bestätigen, der darüber hinaus eben nur korrelativ sei: Es könne also nicht davon ausgegangen werden, dass ein täglicher Hirntemperaturrhythmus die Überlebensrate direkt erhöhe. Dennoch könnte die Messung der Hirntemperatur rund um die Uhr bei entsprechenden Patienten von großem klinischen Wert sein, so Rzechorzek.

Basierend auf ihren Messungen erstellten die Forscher "HEATWAVE", eine 4D-Temperaturkarte des Gehirns: "Diese Karte stellt eine dringend benötigte Referenzquelle dar, mit der Patientendaten verglichen werden können. Sie könnte unser Verständnis von der Funktionsweise des Gehirns verändern", sagte Rzechorzek.

Quelle: ntv.de, Alice Lanzke, dpa

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