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Gesundheit+Medizin

Riechtest verrät Bewusstseinszustand

Nase
Riechen ist mit unserem Bewusstsein verknüpft (Bild: Globalstock/ iStock)

Bei Patienten mit schweren Hirnschäden ist es oft schwer, ihren Bewusstseinszustand einzuschätzen: Bekommen sie noch etwas von ihrer Umwelt mit? Und wie ist die Prognose? Nun haben Forscher herausgefunden, dass ein verblüffend simpler Test darauf eine Antwort geben könnte. Bittet man diese Patienten, an Behältern mit Duftstoffen zu riechen, reagieren Menschen im minimalen Bewusstseinszustand darauf, indem sie unwillkürlich kürzere, flachere Atemzüge machen. Bei Patienten im echten und dauerhaften Wachkoma fehlt dieser Reflex jedoch. Wenn aber einer dieser Patienten doch reagiert, dann sagt dies mit hoher Sicherheit eine baldige Rückkehr des Bewusstseins voraus.

Wenn ein Mensch durch einen Unfall oder einen Schlaganfall schwere Hirnschäden erleidet, fällt er oft zunächst in ein tiefes Koma. Nach einiger Zeit jedoch kann dieses Koma in einen Zustand übergehen, in dem der Patient zwar die Augen offen hat, aber nicht bewusst auf seine Umwelt reagiert. In dieser Phase ist es auch für Neurologen sehr schwer festzustellen, ob dieser Mensch in einem echten Wachkoma liegt, bei dem nur seine vegetativen Funktionen und Reflexe funktionieren, oder ob der Patient über minimale Bewusstseinsregungen verfügt. „Die Fehlerrate bei der Bestimmung des Bewusstseinszustands liegt für solche Patienten mit Hirnschäden bei bis zu 40 Prozent“, erklären Anat Arzi von der University of Cambridge und seine Kollegen. Das macht es schwer, beispielsweise den Angehörigen solcher Patienten eine Prognose darüber zu geben, ob sie wieder aufwachen oder nicht.

Duftstoffe provozieren Atemreaktion

Deshalb haben Arzi und sein Team nun eine Testmethode ausprobiert, die an einem der ursprünglichsten Sinne des Menschen ansetzt: dem Geruchssinn. „Das Riechen beruht auf Hirnstrukturen, die eng mit grundlegenden Mechanismen der Wachheit verknüpft sind“, erklären die Forscher, „Deshalb haben wir uns gefragt, ob der Geruchssinn nicht als Biomarker für das Bewusstsein dienen könnte.“ Für ihre Studie haben sie 43 Patienten im Wachkoma oder minimalen Bewusstseinszustand einem einfachen Riechtest unterzogen: Allen Teilnehmern wurde gesagt, dass sie nun verschiedenen Gerüche präsentiert bekommen – ohne dass dies eine Reaktion bei den Patienten hervorrief. Dann hielten die Forscher ihnen jeweils nacheinander ein Fläschchen mit wohlriechendem Shampoo, eine Probe mit dem Geruch verfaulenden Fischs und einen leeren Behälter unter die Nase. Diese Versuche wurden mehrfach in wechselnder Reihenfolge wiederholt, parallel dazu maßen die Wissenschaftler Atemrhythmus und Atemvolumen der Probanden.

Es zeigte sich: Die Patienten, die schon zuvor als minimal bewusst eingestuft worden waren, reagierten. Ihre Atemzüge wurden kürzer und flacher, wenn ihnen der angenehme oder unangenehme Geruch präsentiert wurde. Wie Arzi und seine Kollegen erklären, entspricht dies einer Reaktion, die bei der Wahrnehmung von Gerüchen automatisch auftritt. Sie zeigt demnach an, dass der Patient die Geruchsreize wahrnimmt. Einige der Probanden zeigten jedoch auch dann Atemreaktionen, wenn man ihnen den leeren Behälter unter die Nase hielt. Dies könnte auf eine weitergehende, kognitive Reaktion hindeuten: „Wenn ein Patient seine Atmung in Reaktion auf einen leeren Behälter verändert, dann spricht dies dafür, dass er entweder den Behälter wahrnimmt oder sogar auf die Vorankündigung des Versuchs reagiert“, sagen die Forscher.

Frühes Indiz für ein Zurückkehren des Bewusstseins

Als sie diese Versuche mit Patienten im Zustand der reaktionslosen Wachheit wiederholten, blieben diese Reaktionen dagegen weitgehend aus – zumindest, wenn man alle Ergebnisse dieser Gruppe zusammen betrachtet. Allerdings gab es innerhalb der Wachkoma-Gruppe entscheidende Unterschiede: Einige dieser Patienten reagierten in manchen Durchgängen auf die Gerüche, in anderen dagegen nicht. Nachdem die Wissenschaftler das Schicksal dieser Patienten über längere Zeit hinweg mitverfolgt hatten, zeigte sich Erstaunliches: „Alle zehn Wachkoma-Patienten, die in mindestens einem Durchgang eine Atemreaktion gezeigt hatten, wechselten später in den Zustand des minimalen Bewusstseins“, berichten die Wissenschaftler. Die Riechreaktion sagte demnach mit 100-prozentiger Treffsicherheit voraus, dass ein Patient aus dem Wachkoma erwachen würde. „Dabei haben wir diesen ersten Hinweis auf ein erwachendes Gehirn in einigen Fällen Tage, Wochen und Monate vor jedem anderen Anzeichen für das wiederkehrende Bewusstsein gesehen“´, sagt Arzi. Nach fünf Jahren waren zudem mehr als 90 Prozent aller Patienten aus beiden Gruppen, die auf die Gerüche reagiert hatten, noch am Leben. Bei denjenigen, die keinerlei Reaktion gezeigt hatten, erlagen die meisten ihren Hirnschäden.

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Nach Ansicht der Forscher demonstrieren diese Ergebnisse, dass dieser einfache Riechtest wertvolle Hinweise auf den Zustand und die Prognose eines Patienten mit schweren Hirnschäden geben kann. „Die Treffsicherheit des Riechtest ist bemerkenswert und ich hoffe, dass dies bei der Behandlung von schwer hirngeschädigten Patienten weltweit helfen wird“, sagt Arzi. Sein Kollege Tristan Bekinschtein ergänzt: „Diese neue und einfache Methode, um die Chance auf eine Rückkehr des Bewusstseins festzustellen, sollte sofort in die diagnostischen Werkzeuge für Patienten mit Störungen des Bewusstseins aufgenommen werden.“

Quelle: Anat Arzi (University of Cambridge) et al., Nature, doi: 10.1038/s41586-020-2245-5

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