Chronische Schmerzen verändern das Gehirn – Forscher entdecken sichtbare Spuren

Eine Verletzung heilt, Entzündungen klingen ab – doch der Schmerz bleibt. Bei Menschen mit chronischen Schmerzen finden Forscher messbare Unterschiede in der Großhirnrinde, ausgerechnet in Regionen, die Schmerz, Emotionen und Bewertungen verarbeiten. Daraus könnte ein Teufelskreis entstehen: Schmerzsignale, Stress und negative Gefühle verstärken sich gegenseitig und halten die Beschwerden womöglich am Laufen. Noch ist allerdings offen, ob die Veränderungen im Gehirn Ursache oder Folge der chronischen Schmerzen sind.

Ein Team um die Neurowissenschaftlerin Salome Häuselmann untersuchte 30 Menschen mit chronischen Schmerzen, für die sich keine eindeutige körperliche Ursache finden ließ, und 30 gesunde Vergleichspersonen gleichen Alters und Geschlechts. Im Schnitt litten die Betroffenen bereits seit 13,6 Jahren unter ihren Beschwerden, wie der Schweizerische Nationalfonds (SNF) mitteilt. Zwei Drittel hatten Fibromyalgie, ein Schmerzsyndrom. Die Ergebnisse der Studie erschienen in NeuroImage: Clinical.

Bei chronischen Schmerzen sieht das Gehirn an einigen Stellen anders aus

Für die Untersuchung legten sich die Teilnehmer in einen MRT-Scanner. Die Forscher betrachteten besonders die Großhirnrinde, also die stark gefaltete äußere Schicht des Gehirns. Ihre vielen Windungen und Furchen vergrößern die Oberfläche und schaffen Platz für Milliarden Nervenzellen.

Bei den Menschen mit chronischen Schmerzen war diese Oberfläche an mehreren Stellen anders geformt. Besonders auffällig waren Bereiche im linken vorderen Teil des Gehirns: Dort war die Großhirnrinde stärker gefaltet als bei den gesunden Vergleichspersonen. Diese Regionen helfen unter anderem dabei, Gefühle und Erinnerungen zu verarbeiten und Situationen zu bewerten. Auch die Wahrnehmung und Bewertung von Schmerzen hängt mit ihnen zusammen.

Manche Hirnfurchen waren weniger tief

Auf der rechten Seite des Gehirns zeigte sich ein anderes Muster. Dort waren einige Furchen bei den Menschen mit chronischen Schmerzen weniger tief. Betroffen waren unter anderem Bereiche im Stirn- und Schläfenbereich sowie Regionen, die Sinneseindrücke mit Erinnerungen und Bewertungen verknüpfen.

In einem weiteren Bereich war zudem die Oberflächenstruktur weniger komplex. Dieser liegt im hinteren Teil des sogenannten cingulären Cortex. Die Region ist Teil eines Hirnnetzwerks, das aktiv wird, wenn Menschen ihre Aufmerksamkeit nach innen richten, über Erlebtes nachdenken oder sich gedanklich immer wieder mit einem Problem beschäftigen. Auch schmerzbezogenes Grübeln wird mit diesem Netzwerk in Verbindung gebracht.

Schmerz, Stress und Gefühle greifen ineinander

Die Befunde passen zu einem wichtigen Merkmal chronischer Schmerzen: Je länger Beschwerden bestehen, desto stärker können neben den eigentlichen Schmerzsignalen auch Gefühle, Stress und Gedanken beeinflussen, wie der Schmerz erlebt wird.

„Dies passt zu der Annahme, dass beim Übergang von akuten zu chronischen Schmerzen zunehmend auch emotionale und kognitive Prozesse an Bedeutung gewinnen“, sagt Häuselmann laut Schweizerischem Nationalfonds.

So könnte ein Teufelskreis entstehen: Anhaltender Schmerz erhöht den Stress und belastet die Stimmung. Stress und negative Gefühle können wiederum beeinflussen, wie stark der Schmerz wahrgenommen und bewertet wird. Auf diese Weise könnten sich die einzelnen Prozesse gegenseitig verstärken.

Ähnliche Veränderungen der Hirnstruktur treten auch bei Menschen mit lang anhaltendem Stress oder nach traumatischen Erfahrungen auf. In der Untersuchung berichteten die Schmerzpatienten im Schnitt ebenfalls über mehr Stress und stärkere Belastungen in der Kindheit als die gesunden Vergleichspersonen.

Noch ist unklar, was Ursache und was Folge ist

Die MRT-Aufnahmen beantworten allerdings nicht die entscheidende Frage: Entstehen die Unterschiede im Gehirn durch jahrelange Schmerzen – oder waren sie schon vorher vorhanden?

„Es ist also nicht klar, ob sich die Hirnstruktur aufgrund der chronischen Leiden verändert hat“, erklärt Häuselmann laut SNF. Denkbar ist ebenso, dass bestimmte Menschen bereits eine Hirnstruktur besitzen, die sie anfälliger für chronische Schmerzen macht.

Die Untersuchung liefert nur eine Momentaufnahme. Um Ursache und Folge auseinanderzuhalten, müssten Forscher Menschen über Jahre begleiten und beobachten, wie sich Schmerz und Gehirn im Laufe der Zeit verändern.

Nicht das gesamte Gehirn war verändert

Die Wissenschaftler untersuchten außerdem die Verbindungen zwischen verschiedenen Hirnregionen. Diese Leitungsbahnen verlaufen durch die sogenannte weiße Substanz und ermöglichen den Informationsaustausch im Gehirn.

Zwar fanden sich zunächst einzelne Unterschiede zwischen den beiden Gruppen. Nach der nötigen statistischen Korrektur waren diese jedoch nicht mehr eindeutig. Die belastbareren Unterschiede fanden die Forscher deshalb vor allem an der Oberfläche der Großhirnrinde.

Auch ein direkter Zusammenhang mit der Stärke oder Dauer der Schmerzen ließ sich nicht nachweisen. Menschen mit besonders langen oder starken Beschwerden hatten also nicht automatisch ausgeprägtere Veränderungen in den untersuchten Hirnmerkmalen.

Das Gehirn kann sich weiter verändern

Offen bleibt damit auch, ob sich die beobachteten Unterschiede zurückbilden können, wenn eine Behandlung die Schmerzen lindert. Grundsätzlich ist das Gehirn kein starres Organ. Es verändert sich durch Erfahrungen, Lernen und Belastungen ein Leben lang.

„Die gute Nachricht ist aber, dass unser Hirn anpassungsfähig ist. Das macht Hoffnung“, sagt Häuselmann. Möglich wäre, dass sich auch die Falten und Furchen der Großhirnrinde im Verlauf einer erfolgreichen Therapie verändern.

Belegt ist das bislang nicht. Künftige Langzeitstudien sollen klären, ob sich die Hirnstruktur zusammen mit den Beschwerden verändert. „Chronische Schmerzen müssen nicht als unveränderbarer Zustand betrachtet werden“, so Häuselmann.

Kurz zusammengefasst:

Bei Menschen mit chronischen Schmerzen ist die Großhirnrinde an mehreren Stellen messbar anders gefaltet.
Betroffen sind Regionen, die Schmerz, Stress, Gefühle und Bewertungen verarbeiten – dadurch könnte ein Teufelskreis entstehen.
Ob die Hirnveränderungen Ursache oder Folge der Schmerzen sind, ist noch offen.

Übrigens: Chronische Schmerzen können noch einen weiteren Teufelskreis antreiben – Betroffene rauchen deutlich häufiger, obwohl Nikotin die Beschwerden langfristig verschlimmern kann. Warum der Rauchstopp gerade dann so schwerfällt, mehr dazu in unserem Artikel.

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