Gehirn in Gefahr?

Bevor Kai Riemer vergangenen Juni nach Südtirol zog, als Wissenschaftler vom terraXcube angezogen und als leidenschaftlicher Wanderer und Fotograf von den Bergen, forschte er viele Jahre in London. Das könnte der Ursprung seines Understatements sein (nachdem er seine Ausführungen bestens dem Verständnisniveau von Laien angepasst hat, entschuldigt er sich beispielsweise, er könne „nicht so gut erklären“). Mit Sicherheit auf seine Forschungsarbeit in London zurückzuführen ist Riemers Begeisterung für Ultraschall: ein vielseitiges, mobiles – die kleinsten Geräte sind mittlerweile nicht größer als ein Handy – und kostengünstiges Diagnoseinstrument, wie er erklärt, das lange an die Grenzen mangelnder Computerkapazitäten stieß, aber nun, mit immens verbesserten und immer besser werdenden Computern „keine Limitationen hat“. Am Londoner Imperial College, wo er promovierte und später in verschiedenen Laboren forschte, wurde er zum Experten für Blutfluss-Bildgebung und Superresolution-Ultraschallbildgebung.

Diese Expertise wendet er nun als Marie-Curie-Stipendiat am Institut für Alpine Notfallmedizin auf ein Problem an, das viele schwerkranke Menschen ebenso betrifft wie Bergsteiger: Sauerstoffmangel im Gehirn. Konkret arbeitet er an Methoden, die zerebrale Hypoxie, die dauerhafte neuronale Schäden und schlimmstenfalls den Hirntod verursachen kann, auf nicht invasive und einfache Weise zuverlässig zu quantifizieren. Soweit sein Ziel für die nächsten zwei Jahre. In der Ferne hat er sich aber schon das nächste gesteckt: „Was ich eigentlich will, ist Hypoxie heilen, also den Sauerstoffmangel beheben. Es gibt da verschiedene Möglichkeiten. Doch um zu bewerten, wie gut sie sich eignen, muss man die Veränderungen, die sie bewirken, erst einmal messen können.“

Tritt Hypoxie bei gesunden Menschen auf, weil sie in Höhen aufsteigen, wo ihr Körper weniger Sauerstoff zur Verfügung hat, ist das Gegenmittel einfach: in tiefere Lagen absteigen. Wann das angeraten ist, wird am Berg meist mit einem Fragebogen ermittelt: Haben Sie Kopfschmerzen? Ist Ihnen schwindlig? „Das ist qualitativ, nicht quantitativ, und beruht rein auf der subjektiven Einschätzung.“ In Intensivstationen dagegen beurteilen Ärzte mit Hilfe einer Ultraschallaufnahme des Sehnervs, inwieweit der Sauerstoffmangel im Kopf zu erweiterten Gefäßen und dadurch erhöhten Hirndruck geführt hat. Auch diese Methode sei aber nicht wirklich objektiv, erklärt Riemer: „In der Fachliteratur ist eigentlich unstrittig, dass die Ergebnisse sehr unterschiedlich ausfallen, je nachdem, wer die Untersuchung durchführt. Manche Ärzte sehen keinen Effekt, andere einen großen.“ Diese mangelnde Eindeutigkeit könnte damit zusammenhängen, dass die Ultraschallaufnahmen zweidimensional sind, vermutet Riemer, und dies zu prüfen ist ein Teil seines Forschungsvorhabens. „Gemessen wird der Durchmesser der sogenannten Sehnervenscheide, das ist eine Art Hülle um den Nerv; man geht also davon aus, dass das ein perfekter Zylinder ist. Wenn dem aber nicht so ist? Liefert dann vielleicht eine dreidimensionale Aufnahme eine genauere Einschätzung? Das weiß ich noch nicht: Es ist nur ein Vorschlag.“

Und er hat noch einen zweiten Vorschlag – „weil ja beides auch schiefgehen kann.“ Dabei geht es nicht darum, eine bestehende Methode zu verbessern, sondern eine völlig neue zu entwickeln; und was herangezogen wird, um Rückschlüsse auf die Hypoxie im Kopf zu ziehen, ist nicht der Sehnerv, sondern der Blutfluss. Beide sind sogenannte „Surrogate“ für die Hypoxie: einfacher zu messende Parameter, die zuverlässig auf die Größe hinweisen, die man eigentlich beobachten will – „so, wie der Schatten eines Baums auf den Baum: Verschwindet der Schatten, können wir mit ziemlicher Sicherheit sagen, dass der Baum nicht mehr steht“, sagt Riemer. Und mit einem ähnlich anschaulichen Vergleich beschreibt er die Ausbreitung der Pulswelle, auf die sich seine neu erdachte Methode stützen soll: „Bringt man einen Gartenschlauch mit einer Bewegung zum Schlängeln, dann läuft die Welle durch den Schlauch, und am Ende angekommen, wird sie wieder reflektiert. Die Ausbreitung dieser Welle kann man messen und berechnen. Bei der Pulswelle verändert sie sich je nachdem, wie starr oder elastisch die Gefäße sind, oder auch wie groß. Und da sich bei Hypoxie die Gefäße im Kopf ausweiten, erwarte ich, dass man diese Veränderung an der Ausbreitung der Pulswelle erkennen kann.“ Das sei „sehr spekulativ“, fügt er hinzu: „Gut begründet, aber spekulativ.“ Die Ultraschallmessung wäre bei dieser Methode viel einfacher als am Auge, das Gerät müsste höchstens dreißig Sekunden am Hals angelegt werden. Funktioniert es so, wie Riemer es sich vorstellt, dann würde das Ergebnis sehr genau zeigen, wie stark der Kopf schon auf die Hypoxie reagiert hat. „Das könnte man in einer Skala von null bis zehn ausdrücken, oder als Ampel: Grün – Gelb – Rot. Bergsteigern könnte man dann eindeutig sagen: Deinem Kopf geht es noch gut; oder: Du steigst besser ab.“