Chronische Schmerzen zeigen sich in den Falten und Furchen der Grosshirnrinde
Für bleibende Schmerzen gibt es oft keine eindeutige Ursache. Untersuchungen zeigen aber messbare Unterschiede in Struktur und Aktivität des Gehirns von Betroffenen. Das könnte erklären, warum sie chronisch leiden.
«Viele unserer Versuchsteilnehmenden waren froh, dass jemand ihre Beschwerden ernst nimmt und dazu Forschung betreibt», erzählt Neurowissenschaftlerin Salome Häuselmann. Ihre vom SNF unterstützte Studie untersuchte, wie sich das Gehirn von Menschen mit chronischen Schmerzen von demjenigen gesunder Vergleichspersonen unterscheidet.
Das Projekt fokussierte auf sogenannten chronischen primären Schmerz – so werden Beschwerden bezeichnet, die nicht vollständig durch nachweisliche Auslöser wie etwa eine Verletzung oder Krankheit erklärt werden können. Ein typisches Beispiel dafür ist die Fibromyalgie, unter der zwei Drittel der Teilnehmenden der Studie litten. Sie äussert sich in dauerhaften Schmerzen am ganzen Körper und kann zu starker Erschöpfung sowie erheblichen Einschränkungen der Lebensqualität führen. Langanhaltende Beschwerden können aber auch an einzelnen Körperstellen auftreten, etwa als Bauchschmerzen.
Etwa ein Fünftel leidet chronisch
«Die meisten hatten schon einen langen Leidensweg hinter sich, der sie vom Hausarzt über verschiedene Spezialistinnen in eine Schmerzklinik und schliesslich in die psychosomatische Abteilung einer Universitätsklinik führte», so Häuselmann. Im Schnitt kämpften die Teilnehmenden mehr als dreizehn Jahre mit den Beschwerden. Gemäss einer aktuellen Erhebung plagen in Europa etwa ein Fünftel aller Menschen chronische Schmerzen.
«Die genauen Mechanismen der Entstehung und der Aufrechterhaltung kennt man nicht», erklärt Häuselmann. Genetische, biologische, psychische und soziale Aspekte wirken zusammen. Die sogenannte multimodale Schmerztherapie versucht deshalb, an allen diesen Punkten simultan anzusetzen. Nicht nur mit Medikamenten, sondern auch mit Physio- und Ergotherapie, Verhaltenstherapie, Informationen über Schmerzen und vielem mehr.
Frühere Arbeiten wiesen darauf hin, dass die Chronifizierung der Schmerzen mit Veränderungen im Gehirn einhergeht. Häuselmann hat sich deshalb die Hirnstruktur von Menschen mit chronischen primären Schmerzen genauer angeschaut. Dafür rekrutierte sie Patientinnen und Patienten aus der Abteilung für Psychosomatik der Universitätsklinik für Neurologie des Inselspitals Bern. Die Neurologin Selma Aybek von der Universität Freiburg war auch am Projekt beteiligt.
Hohe Komplexität
Das Team machte bei dreissig Personen mit chronischen primären Schmerzen und dreissig gesunden Personen anatomische MRT-Aufnahmen des Gehirns. Im Fokus stand dabei die stark gefaltete Grosshirnrinde, welche die äusserste Schicht des Denkorgans bildet. Die Faltung spiegelt die Komplexität des Gehirns wider, wobei verschiedene Regionen der Rinde für bestimmte Aufgaben wie Signalverarbeitung oder kognitive Prozesse zuständig sind.
Im Vergleich zu gesunden Menschen wies die Grosshirnrinde der betroffenen Personen einige strukturelle Unterschiede auf: In einer vorderen Region der linken Hälfte war die Grosshirnrinde stärker gefaltet. In diesem Areal werden unter anderem Emotionen und Erinnerungen prozessiert. Es steht auch mit der Wahrnehmung und Bewertung von chronischen Schmerzen in Zusammenhang.
In der rechten Hirnhälfte hingegen zeigte sich bei Personen mit chronischen primären Schmerzen im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen unter anderem in Regionen im vorderen Bereich des Gehirns eine geringere Tiefe der Furchen. Diese stehen unter anderem mit der Verarbeitung von Sinneseindrücken sowie mit Prozessen der Bewertung und Verarbeitung von Schmerzen in Zusammenhang.
Emotionen sind wichtig
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass chronische primäre Schmerzen mit messbaren Veränderungen in der Architektur der Grosshirnrinde verbunden sind. Es geht insbesondere um Regionen, die Sinneseindrücke und Emotionen sowie kognitive Prozesse mitverarbeiten. «Dies passt zu der Annahme, dass beim Übergang von akuten zu chronischen Schmerzen zunehmend auch emotionale und kognitive Prozesse an Bedeutung gewinnen», so Häuselmann.
Dadurch könnte ein Teufelskreis entstehen, bei dem die Verarbeitung von Schmerzsignalen, Stress, negativen Emotionen und kognitiven Bewertungen miteinander verknüpft sind und sich gegenseitig verstärken. Ähnliche Veränderungen der Hirnstruktur können auch bei Menschen mit anderen Belastungen wie anhaltendem Stress oder Traumata auftreten, bei denen ebenfalls biologische, psychologische und soziale Faktoren eine Rolle spielen.
Das Gehirn kann sich anpassen
Bei den Ergebnissen handelt es sich laut Häuselmann allerdings nur um Momentaufnahmen. Es ist also nicht klar, ob sich die Hirnstruktur aufgrund der chronischen Leiden verändert hat. Oder ob die betroffenen Personen die spezielle Struktur schon zuvor hatten − und deswegen anfälliger für chronische Schmerzen sind. Um diese Fragen zu beantworten, bräuchte es aufwändige Langzeitstudien, von denen es bislang nur wenige in der Schmerzforschung gibt.
«Die gute Nachricht ist aber, dass unser Hirn anpassungsfähig ist. Das macht Hoffnung», so Häuselmann. Möglicherweise könnten sich im Verlauf einer erfolgreichen Schmerztherapie die Falten und Furchen in der Grosshirnrinde wieder der Struktur von schmerzfreien Personen annähern. Ob und wie solche Veränderungen mit einer Verbesserung der Beschwerden zusammenhängen, muss allerdings noch untersucht werden. Aber: «Chronische Schmerzen müssen nicht als unveränderbarer Zustand betrachtet werden», sagt Häuselmann.