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Kosmetik für die grauen Zellen
Berlin: Auf einer Pressekonferenz gab die Leibnizpreisträgerin des Jahres 2010 Rita Lien bekannt, sie nehme seit Jahren Hirndopingmittel ein. Frau Lien bot an, den mit mehreren Millionen Euro dotierten Forschungspreis zurückzugeben. Die meisten ihrer bahnbrechenden Arbeiten seien unter dem Einfluss von Wachmachern und konzentrationsfördernden Mitteln entstanden; nur so habe sie dem ungeheuren Druck standhalten können, in immer kürzerer Zeit neue Ergebnisse produzieren und große Summen Drittmittel einwerben zu müssen. Die Forscherin entschuldigte sich bei ihren Mitarbeitern, der Universität sowie der Öffentlichkeit und erklärte ihren Rückzug aus der Wissenschaft.
Sind solche Szenarien pure Fiktion - oder könnten sie schon bald Wirklichkeit werden? Kürzlich stellten die britischen Neurowissenschaftlerinnen Barbara Sahakian und Sharon Morein-Zamir von der Cambridge University im Fachjournal »Nature« ihren Kollegen folgende Gewissensfragen: Käme es für Sie in Frage, die eigene Denkfähigkeit medikamentös zu steigern, wenn nebenwirkungsarme Präparate dafür zur Verfügung stünden? Wie würden Sie reagieren, wenn Ihnen zu Ohren käme, dass Kollegen dies tun? Sollte die Gesellschaft eine solche Praxis dulden? Der »Nature«-Artikel löste eine intensive Diskussion über die Legitimation von Gehirndoping aus - ein Fünftel der in einem Online-Forum debattierenden Wissenschaftler gab an, selbst schon einmal Medikamente zur Steigerung der geistigen Leistungsfähigkeit eingenommen zu haben. Nicht nur in Labors und Universitäten, auch in vielen anderen Bereichen scheint der Gebrauch von »Neuroenhancern« - Medikamenten zur mentalen Leistungssteigerung - weit verbreitet zu sein: So geben 5 bis 15 Prozent aller US-Collegestudenten an, ihre grauen Zellen hin und wieder zu dopen. Auch bei Berufsmusikern ist dies gang und gäbe. In einer Studie aus dem Jahr 2005 räumten 34 Prozent der befragten Orchestermusiker ein, ihre Auftrittsangst mit Alkohol oder Betablockern zu bekämpfen. Der Wall-Street-Börsenmakler Andrew Tong erregte 2007 mit der Enthüllung Aufsehen, von seinem Chef zur Einnahme leistungssteigernder Pharmaka gezwungen worden zu sein.
Der wachsenden Beliebtheit von Neuroenhancern steht allerdings ein Mangel an wissenschaftlichen Fakten gegenüber: Selbst für die verbreitetsten Medikamente lässt sich oft nur eine geringe leistungssteigernde Wirksamkeit zeigen. Dennoch wird die neurobiologische Forschung vom Einsatz entsprechender Mittel überrollt - und es stellen sich viele ethische und rechtliche Probleme: Wer darf Zugang zu solchen Medikamenten haben? Unter welchen Voraussetzungen ist ihr Gebrauch gerechtfertigt? Darf das Gehirn eines Gesunden überhaupt medikamentös verändert werden? Auch wir können diese Fragen nicht abschließend beantworten. Vielmehr wollen wir einen Überblick über den aktuellen Stand der Forschung im Bereich der »kosmetischen Pharmaka« geben - eine Grundvoraussetzung zur Lösung der ethischen Herausforderung des Hirndopings.
Verbesserungen an der menschlichen »Hardware« sind an sich nichts Neues. Der Körper wird durch sportliches Training in Form gebracht oder durch chirurgische Eingriffe korrigiert und verschönert. Technische Hilfsmittel wie Hörgeräte oder sogar Neurochips sind mittlerweile in der Lage, auch schwere Behinderungen zu kompensieren. Durch ein künstliches Innenohr, ein Cochlea-Implantat, können Gehörlose wieder hören, und über ein »Brain-Machine-Interface« lernen Amputierte, künstliche Gliedmaßen allein durch ihre Hirnaktivität zu steuern. Aber kann auch die »Software« des Menschen verbessert werden - ist es möglich, die ganz normalen Denk- und Lernprozesse in unseren Köpfen zu »tunen«?
So genannte Savants, Menschen mit Inselbegabungen, demonstrieren auf eindrucksvolle Weise, dass bestimmte Anteile der Intelligenz überaus steigerungsfähig sind. Savants können auf manchen Gebieten außergewöhnliche Leistungen erbringen, obwohl ihre übrigen geistigen und sozialen Fähigkeiten meist erheblich eingeschränkt sind. Viele von ihnen sind Autisten und weisen im Durchschnitt einen Intelligenzquotienten (IQ) von unter 70 auf - der statistische Mittelwert liegt bei rund 100. Ein gängiges neurobiologisches Erklärungsmodell des Savantsyndroms geht davon aus, dass Betroffene Informationen nicht wie andere Menschen nach deren emotionaler Bedeutung sortieren, was normalerweise eine Informationsüberflutung verhindert sowie schnelle und intuitive Reaktionen ermöglicht. Hingegen verarbeiten und speichern Inselbegabte in einzelnen Teilbereichen jede eingehende Information, ob relevant oder nicht - auf Kosten der Gesamtfunktion ihres Gehirns. Kim Peek, das Vorbild für den »Rain Man« aus dem gleichnamigen Film mit Dustin Hoffman, kennt über 12.000 Bücher auswendig und kann sich den Inhalt einer Seite in knapp zehn Sekunden vollständig einprägen. Er erfasst dabei mit jedem Auge jeweils eine Seite zur gleichen Zeit. Zusätzlich verfügt Peek über außergewöhnliche Rechenfähigkeiten. Ähnlich wie Thomas Fuller, einer der ersten bekannten Savants. Als sein Arzt ihn 1789 fragte, wie viele Sekunden ein Mann gelebt habe, der 70 Jahre, 17 Tage und 12 Stunden alt sei, antwortete Fuller prompt: 2.210.500.800. Dabei schien er auf Grund seiner verminderten Intelligenz auf den ersten Blick nicht einmal richtig zählen zu können. Andere Savant-Autisten erinnern sich an jedes einzelne Detail ihres Lebens, einschließlich aller Speisen, die sie gegessen, oder jedes Regenschauers, den sie erlebt haben. So kann etwa Stephen Wiltshire, ein 1974 geborener britischer Autist, nach Rundflügen detaillierte Panoramaansichten der Grundrisse ihm unbekannter Städte aus dem Gedächtnis zeichnen.
Neben dem Autismus lässt auch eine andere psychiatrische Erkrankung erahnen, wie veränderbar das menschliche Denken und Erleben sein können. Eine bipolare Störung führt bei Betroffenen wechselweise zu manischen und depressiven Episoden. Während einer Manie sind manche Erkrankte zu erstaunlichen Leistungen im Stande. Sie empfinden dann weder ein Bedürfnis nach Schlaf noch Hunger, denken in rasender Geschwindigkeit, sind kreativ und voll Schaffenskraft. Soziale Hemmungen fallen, ihre Laune ist euphorisch, Sexualität wird hemmungslos ausgelebt. Der gleiche Patient kann jedoch nach einiger Zeit in eine depressive Stimmung geraten, die die kognitive Leistungsfähigkeit mitunter bis zur so genannten Pseudodemenz vermindert. Die Folge: Die Betroffenen können auch einfachste Aufgaben nicht mehr lösen und neue Informationen kaum mehr abspeichern. Das Denken ist langsam und träge, die Sprachproduktion gehemmt, es kommt zum sozialen Rückzug, das sexuelle Verlangen erlischt. Savant-Autismus und bipolare Störung zeigen, dass kognitive und soziale Fähigkeiten des Menschen durch neurobiologische Prozesse in extremem Maß erweitert, aber auch eingeschränkt werden können. Bleibt die Frage: Inwieweit können diese Abläufe planmäßig manipuliert werden, um die Leistungsfähigkeit des Menschen zu steigern? Der direkteste Weg dazu wäre, unmittelbar in die Mechanismen des Lernens einzugreifen.
Bis vor wenigen Jahren galt als sicher, dass die Anzahl der Nervenzellen, mit denen man zur Welt kommt, im Lauf des Lebens ständig abnimmt. Heute weiß man, dass sich in bestimmten Hirnbereichen neue Neurone aus Stammzellen bilden können. Sie können wachsen, neue Verbindungen zu anderen Nervenzellen aufnehmen, Synapsen können aktiviert, aber auch abgeschaltet werden. Das Gehirn ist in der Lage, sich an neue Umweltbedingungen anzupassen, neue Inhalte zu lernen und zu speichern. Es ist ein plastisches, in hohem Maß veränderbares Organ. Forscher versuchen, gezielt in diese Vorgänge einzugreifen. Vorreiter auf diesem Gebiet sind der Nobelpreisträger Eric Kandel und sein Kollege Walter Gilbert, deren Firma Memory Pharmaceuticals gedächtnisfördernde Präparate entwickelt. Hierzu erforschen die Neurobiologen, ob sich entscheidende Faktoren wie Kalziumkanäle in der Nervenzellmembran sowie wichtige Lernproteine sinnvoll manipulieren lassen. Trotz vieler Ankündigungen wurde bislang aber noch kein Mittel zur Verbesserung von Lernen und Gedächtnis bei Gesunden auf den Markt gebracht.
Andere Forscher sind bei ihrer Suche nach Substanzen, die Lernprozesse direkt beeinflussen, bereits einen Schritt weiter: etwa Timothy Tully vom Cold Spring Harbour Laboratory im US-Bundesstaat New York. Er beschäftigte sich mit CREB, einem Protein, das neu gebildete Synapsen stabilisiert. Wird der CREB-Spiegel in Taufliegen durch genetische Manipulation künstlich erhöht, lernen die Insekten den Weg zu einer Futterquelle nach nur einem Übungsdurchgang, während unbehandelte Artgenossen dafür mindestens zehn Wiederholungen benötigen. Bei Mäusen konnte durch Gabe von Rolipram, das den Abbau von CREB verhindert, eine ähnlich rasante Verbesserung der Lernfähigkeit erzielt werden. Nachdem Tully diese Ergebnisse veröffentlichte, wagte auch er den Sprung vom Forscher zum Manager und gründete die Firma Helicon Therapeutics. Rolipram und ähnlich wirkende Medikamente befinden sich derzeit in frühen Phasen der klinischen Prüfung am Menschen.
Bereits zugelassen sind Präparate, die eigentlich den geistigen Abbau infolge einer Alzheimerdemenz verlangsamen sollen. Ein solches Antidementivum ist Donepezil. Jerome Yesavage von der Stanford University in Kalifornien testete das Präparat bei älteren Piloten. Er wollte herausfinden, ob es ihre Leistungsfähigkeit positiv beeinflusst. Der Forscher stellte seinen Probanden in einem Flugsimulator knifflige Aufgaben: So sollten die erfahrenen Captains vor und nach 30-tägiger Einnahme von Donepezil komplexe Flugsituationen meistern. Siehe da - nach der Behandlung mit dem Medikament konnten die Piloten wesentlich besser mit Notfallsituationen umgehen und machten weniger Fehler beim Landen oder bei Ausweichmanövern.
Sogar ein älteres Tuberkulosemedikament könnte zum Hirndoping taugen: D-Cycloserin bindet an Glutamatrezeptoren im Gehirn und fördert die Vernetzung von Synapsen, wie Hirnschnitte in Tierexperimenten zeigten. Michael Davis von der Emory University in Atlanta erprobte, ob D-Cycloserin die Wirkung von Psychotherapie verstärkt. In einer Expositionstherapie konfrontierte er Menschen mit extremer Höhenangst mit der gefürchteten Situation: Sie sollten in einem virtuellen Glasaufzug einen Wolkenkratzer hinauffahren. Nach mehreren solcher Fahrten ließ die Angst allmählich nach. Erhielten die Patienten vor dem ersten Durchgang eine einzelne Dosis D-Cycloserin, beschleunigte sich der Therapieeffekt dramatisch; ein signifikanter Unterschied zur Behandlung mit einem Scheinmedikament war noch Monate später festzustellen. Dass sich Lernvorgänge beeinflussen lassen, zeigen diese Beispiele eindrücklich. Bislang ist jedoch noch völlig unklar, welche Nebenwirkungen dabei auftreten können. Wirkstoffe, die das Lernen fördern, unterscheiden nicht zwischen positiven und negativen Inhalten, aber niemand wünscht sich, traumatische Erfahrungen länger oder intensiver in Erinnerung zu behalten!
Das Interesse der Forscher gilt jedoch nicht nur der Verbesserung der Merkfähigkeit; ein zweiter Ansatz zur pharmakologischen Steigerung der geistigen Leistungsfähigkeit zielt darauf ab, die Aufmerksamkeit im entscheidenden Moment zu stärken - eine wichtige Voraussetzung, um Aufgaben erfolgreich zu bewältigen. Die Vorstellung ist verlockend: Statt literweise Kaffee zu trinken, wirft man einfach eine Pille ein, und schon kann man sich besser konzentrieren, Ablenkungen ausblenden und motiviert durchstarten - oder auch noch unter Dauerstress Höchstleistungen erbringen. 1992 beobachtete Frank Baldino, Pharmakologe und Gründer des Pharmakonzerns Cephalon, bei Versuchen mit Labormäusen Erstaunliches: Die nachtaktiven Nagetiere blieben den ganzen Tag hellwach - vorausgesetzt der Forscher behandelte sie mit einem Medikament, das eigentlich gegen Depressionen entwickelt worden war. Modafinil heißt der Wachmacher, der heute zur Behandlung von Narkolepsie zugelassen ist, einer seltenen Erkrankung, bei der Betroffene von Schlafanfällen übermannt werden. Der jährliche Modafinil-Umsatz von mehr als 700 Millionen US-Dollar weist jedoch auf einen starken Gebrauch außerhalb der zugelassenen Anwendungsbereiche hin. Dies brachte Cephalon 2002 eine Rüge durch die amerikanische Aufsichtsbehörde FDA ein.
Modafinil ist über zahlreiche Webseiten insbesondere aus asiatischen Ländern erhältlich. Schlagzeilen machte die Substanz, als die US-Sprinterin Kelly White bei der Leichtathletikweltmeisterschaft 2003 in Paris positiv darauf getestet wurde; ihre beiden Goldmedaillen wurden ihr aberkannt. Modafinil steht inzwischen auf der Liste der verbotenen Dopingmittel. Wie es genau wirkt, ist nach wie vor unbekannt. Neben einem reduzierten Schlafbedürfnis wurden bisher keine weiteren positiven kognitiven Effekte nachgewiesen. Interessenten für derartige Wachmacher sind naheliegenderweise auch Militärs. Soldaten im Kampfeinsatz müssen lange konzentriert bleiben, ihre Aufgaben präzise erfüllen. 2004 gab das britische Verteidigungsministerium zu, schon seit 1998 über 24.000 Tabletten des verbotenen Aufputschmittels gekauft zu haben. Auch die US-amerikanische Air Force setzt große Hoffnungen in das Präparat und finanzierte deshalb gemeinsam mit Cephalon eine Studie der Harvard University, in der 16 gesunde Probanden 28 Stunden ohne Schlaf auskommen mussten. Wieder zeigte sich, dass Personen unter Modafinil in kognitiven Tests besser abschnitten als jene, die ein Placebo eingenommen hatten.
Doch Doping mittels pharmakologischer Wachmacher birgt auch Gefahren: 2002 töteten zwei amerikanische Piloten unbeabsichtigt vier kanadische Soldaten in Afghanistan. Vor dem Kriegsgericht gaben die Anwälte der Piloten an, ihre Mandanten hätten zur Zeit des Unfalls unter dem Einfluss des Amphetamins Dexedrin gestanden, welches US-Streitkräfte schon seit dem Zweiten Weltkrieg einsetzen, um ihre Truppen leistungsfähiger zu machen. Das Problem: Amphetamine wie Dexedrin halten wach, indem sie den Spiegel des Neurotransmitters Dopamin im Gehirn steigen lassen. Herzrasen, Nervosität und ein extremes Hochgefühl sind die Folge - mitunter auf Kosten der Selbstkontrolle. Modafinil hingegen umgeht den berauschenden Botenstoff und macht deshalb nicht high. Militärärzte versprechen sich nun, Übermüdung im Kampfeinsatz mit dem neuen Wirkstoff besser in den Griff zu bekommen. Ob eine langfristige Einnahme des Wachmachers früher oder später nicht doch seinen Tribut fordert, ist aber unklar - die meisten Forscher sind sich darin einig, dass ausreichender Schlaf für die Regulation der Hormone und anderer wichtiger Körperfunktionen unverzichtbar ist.
Aber nicht nur Leistungssportler und Soldaten im Einsatz missbrauchen Medikamente, um ihre Fähigkeiten zu verbessern. Wie eingangs bereits erwähnt, ist auch in amerikanischen Highschools und Universitäten die Einnahme von Methylphenidat (Ritalin) zur Leistungssteigerung weit verbreitet. Die Wirksamkeit von Methylphenidat zur Behandlung der Aufmerksamkeits-Defizit-Störung bei Kindern und Jugendlichen scheint gesichert; kontrollierte Studien ergaben allerdings bei Gesunden keine eindeutige Verbesserung kognitiver Fähigkeiten durch die Substanz. Eins lässt sich jedenfalls nicht von der Hand weisen: Jemand, der in Prüfungssituationen oder Wettbewerben Modafinil oder Ritalin einnimmt, handelt kaum anders als ein gedopter Radfahrer der Tour de France - er verschafft sich insgeheim einen Vorteil. Ein paar Punkte mehr, ein paar Sekunden weniger - allein der Wunsch danach lässt bei manchem Anbieter die Kassen klingeln.
Beispiel: Rita Lien wird als brillante Forscherin beschrieben.
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