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Die Evolution des Neuroblastoms

Tumore sind heterogen: Sie unterscheiden sich in verschiedenen Teilen des Tumors genetisch voneinander. Diese intratumorale genetische Heterogenität spielt bei vielen Krebserkrankungen eine wichtige Rolle, da sie sich auf die Diagnostik sowie den Einsatz von zielgerichteten Therapien auswirken kann.

Dies gilt auch für das Neuroblastom, einer relativ häufigen Krebserkrankung bei Kindern. Eine deutsche Arbeitsgruppe untersuchte nun die Erbgutveränderungen, die den bösartigen Tumor auszeichnen und stellte fest, dass die für das Neuroblastom typischen Veränderungen im Verlauf der Erkrankung verschwinden oder aber neu entstehen können. Eines der untersuchten Gene (ALK) war etwa bei Diagnosestellung vorhanden, bei der nachfolgenden Operation aber nicht mehr. Die untersuchten Mutationen kommen zudem nicht gleichmäßig verteilt im Tumor vor, sondern nur in einzelnen Bereichen oder sogar nur in einzelnen Zellen eines Tumors, fasst Karin Schmelz, Erstautorin der Studie die zentrale Erkenntnis zusammen. Mitautor Roland Schwarz: „Die Zellen verändern fortlaufend ihre genetische Zusammensetzung und kämpfen ums Überleben, auch untereinander. Sie haben jeweils eigene Stammbäume, einige bilden später Metastasen oder werden schwerer behandelbar.“

Das Team untersuchte 140 Proben des Neuroblastoms die aus räumlich verschiedenen Bereichen des Tumors stammten und im Verlauf der Erkrankungen von zehn Kindern entnommen wurden. Für die Auswertung wurden moderne Sequenzierungsmethoden sowie computergestützte Analysen eingesetzt. Das Verständnis der Biologie des Tumors soll nun vor allem PatientInnen zugutekommen, die einen Rückfall erleiden, denn erst hier kommen personalisierte, gezielte Therapien zum Einsatz. Für die Behandlung der Ersterkrankung bleibt die Chemotherapie das Mittel der Wahl.

Referenz:
Charité Berlin
Spatial and temporal intratumour heterogeneity has potential consequences for single biopsy-based neuroblastoma treatment decisions, Nature Comm 2021; https://www.nature.com/articles/s41467-021-26870-z

#krebs #neuroblastom #kinder #tumor #tumorbiologie #genetik #tumorevolution #medizin #medimpressions

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Kartographie der Humorentstehung bei Kleinkindern

Humor macht das Leben leichter. Auch für Kinder. Aber ab wann verstehen die Kleinen das Konzept „Humor“, worüber lachen Sie und in welchen Situationen machen Sie selbst Witze? Dieser nicht unwichtigen wissenschaftlichen Frage ging nun erstmals ein britisches Forschungsteam auf den Grund.

Das „Early Humor Survey“ analysierte Daten aus Fragebögen, die Eltern von 671 Kindern aus zwei Kontinenten im Alter von 0-47 Monaten ausfüllen mussten. Das Ergebnis: bereits die Hälfte der Kinder schätzen Humor im zarten Alter von zwei Monaten und versuchten mit elf Monaten auch andere zum Lachen zu bringen. Wobei letztere, die das Konzept Humor mögen, dies auch besonders oft anwenden.
Die Forschenden identifizierten 21 verschiedene Arten des Humors. Kinder unter einem Jahr schätzen physische, visuelle und auditive Formen, dazu zählen etwa Versteckspiele, Stimmen nachmachen oder Kitzeln. Einjährige finden es lustig, Reaktionen von anderen zu bekommen, etwa indem sie diese erschrecken.
Bei Zweijährigen spiegelt sich die Sprachentwicklung wider, sie mögen unsinnige Wörter und das Spiel mit falschen Konzepten (die Katze sagt Muh). Plus, sie zeigen einen Hang zu kleinen Gemeinheiten und aggressiven Humor. Sie machen sich über andere lustig oder schubsen sie absichtlich aus dem Weg. Dreijährige wiederum spielen gerne mit sozialen Regeln und stellen diese auf den Kopf, indem sie etwa absichtlich „verbotene“ Wörter aussprechen, um lustig zu sein.

Die Daten schließen eine wichtige Lücke der Kindesentwicklung, einem Kapitel, dem bisher kaum jemand Beachtung geschenkt hat, so die ForscherInnen. Die Ergebnisse könnten auch als Diagnoseinstrument in der frühen Entwicklung der Kinder in Bezug auf die Beurteilung von Entwicklungsunterschieden genutzt werden.

Referenz:
Bristol University
The Early Humor Survey (EHS): A reliable parent-report measure of humor development for 1- to 47-month-olds, Behavior Research Methods 2021; https://link.springer.com/article/10.3758/s13428-021-01704-4

#humor #kinder #paedagogik #kindesentwicklung #paediatrie #sprache #kindheit #medzin #medimpressions

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Antikörper gegen harmlose Coronaviren helfen gegen SARS-CoV-2

Manche Menschen scheinen trotz einer akuten Infektion mit SARS-CoV-2 besser als andere geschützt zu sein. Könnte das daran liegen, dass diese aufgrund einer zurückliegenden Immunreaktionen gegen andere menschliche Coronaviren, die meist nur zu harmlosen Erkältungen führen, einen gewissen Schutz vor SARS-CoV-2 haben? Dieser Frage sind nun Forschende der Universität Zürich nachgegangen

Die Antwort darauf: „Personen, die ausgeprägte Immunantworten gegen menschliche Coronaviren haben, sind bis zu einem gewissen Grad auch vor einer Infektion mit SARS-CoV-2 geschützt», so Alexandra Trkola, UZH. Die Forschenden analysierten mit einem eigens entwickelten Testverfahren die Menge an unterschiedlichen Antikörpern gegen die vier anderen gegenwärtig zirkulierenden menschlichen Coronaviren im Blutserum von 825 Spendern aus der Zeit vor dem Auftreten von SARS-CoV-2 und untersuchten auch 389 Proben von Spendern, die sich mit SARS-CoV-2 infiziert hatten. Kombiniert mit computergestützten Modellierungen ermöglicht diese Analyse präzise Vorhersagen, wie gut die Antikörper an eindringende Viren binden und sie neutralisieren.
Die Forschenden konnten zeigen, dass Personen, die sich mit SARS-CoV-2 infiziert hatten, geringere Mengen an Antikörpern gegen die Erkältungs-Coronaviren hatten. Zudem mussten SARS-CoV-2-Infizierte mit hohen Antikörperwerten gegen die harmlosen Coronaviren weniger häufig hospitalisiert werden.

Offen ist, ob die Kreuzreaktivität auch umgekehrt funktioniert. Ob also eine Immunität gegen SARS-CoV-2 auch vor anderen menschlichen Coronaviren schützt. Ist dies der Fall, würden wir einem umfassenden Schutz gegen Coronaviren, also auch neu auftretenden Varianten, einen großen Schritt näherkommen, so die Wissenschaftler.

Referenz:
UZH
Multifactorial seroprofiling dissects the contribution of pre-existing human coronaviruses responses to SARS-CoV-2 immunity; Nature Comm 2021; https://www.nature.com/articles/s41467-021-27040-x

#pandemie #corona #sarscov2 #virologie #infektion #erkaeltung #covid #medizin #medimpressions

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43 österreichische Wissenschaftler unter den „Who is Who“

Das zum Datenkonzern Clarivate gehörende „Institute for Scientific Information“ hat auch heuer die Liste der „Highly Cited Researchers 2021“ veröffentlicht. Das „Who is Who“ der Wissenschaft inkludiert 6.602 Personen aus mehr als 70 Ländern, die das oberste Prozent der am meisten zitierten WissenschaftlerInnen repräsentieren. Auf dieser Liste der weltweit einflussreichsten Forscher finden sich auch 43 in Österreich tätige Forscher, deutlich mehr als im Jahr davor, da waren es nur 37. Einziger Wermutstropfen: unter den österreichischen ForscherInnen finden sich nur zwei Frauen, die Biotechnologin Angela Sessitsch (Austrian Institute of Technology) und die Biologin Sophie Zechmeister-Boltenstern (Universität für Bodenkultur, Wien).

Zwei Forscher des Internationalen Instituts für angewandte Systemanalyse in Laxenburg haben es geschafft, gleich in mehreren Kategorien zu punkten: Keywan Riahi zählt zu den nur 23 Forschern, die in drei oder mehr Gebieten zu den weltweit einflussreichsten Forschern gehören (Erdwissenschaften, Umwelt, Ökologie, Sozialwissenschaften) sowie Petr Havlik (Umwelt, Ökologie, Sozialwissenschaften). Im Bereich Medizin wurden folgende Forscher zitiert: Franz Fazekas, Medizin-Uni Graz; Michael Gnant, Hans Lassmann, Josef Smolen, Medizin-Uni Wien; Kurt Huber, Wilhelminenspital/Sigmund Freud Privat-Uni; Werner Poewe, Herbert Tilg, Medizin-Uni Innsbruck.

Die meisten der einflussreichsten WissenschaftlerInnen arbeiten nach wie vor in den USA (39,7%), allerdings mit sinkendem Anteil. China holt dagegen auf und hat seinen Anteil auf 14,2% Prozent fast verdoppelt. Auf den weiteren Rängen folgen: Großbritannien (492 Zitierungen), Australien (332), Deutschland (331), Niederlande (207), Kanada (196), Frankreich (146), Spanien (109) und die Schweiz (102).

Quelle: Pressemeldung Science.Apa 16.11.2021, 43 in Österreich tätige Forscher unter meistzitierten Wissenschaftern; https://science.apa.at/power-search/920465618408739153

#auszeichnung #forschung #wissenschaft #highlycitedresearcher #oesterreich #gesundheit #medizin #medimpressions

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Motorische Fähigkeiten verbessern das Sprachverständnis

2019 hatten Forscher bereits gezeigt, dass Personen, die im Umgang mit Werkzeugen besonders geübt sind, im Allgemeinen auch besser mit den Feinheiten der Sprache (der Syntax) umgehen können. Um das Thema tiefer zu erforschen, entwickelte dasselbe Team eine Reihe von Experimenten, die sich auf bildgebende Verfahren des Gehirns (funktionelle Magnetresonanztomographie) und Verhaltensmessungen stützten. Die Teilnehmer wurden gebeten, mehrere Tests zu absolvieren, die aus einem motorischen Training und Syntaxübungen in Französisch bestanden. Dies ermöglichte es den Wissenschaftlern, die für jede Aufgabe spezifischen, aber auch für beide Aufgaben gemeinsamen Gehirnnetzwerke zu identifizieren.

Sie entdeckten zum ersten Mal, dass der Umgang mit dem Werkzeug und die Syntaxübungen die gleichen Gehirnareale aktivieren. Im zweiten Teil der Studie konnten sie auch belegen, dass ein motorisches Training das Verständnis komplexer Phrasen verbessert und umgekehrt: Übungen, die zum Verstehen von Sätzen mit komplexer Struktur beitrugen, verbesserten auch die motorischen Leistungen. Bei der Kontrollgruppe, die die gleichen sprachlichen Aufgaben erfüllten, jedoch kein motorisches Training erhielten, zeigten sich keine Verbesserungen.

Die Ergebnisse könnten klinisch angewendet werden, etwa um die Rehabilitation von Patienten zu unterstützen, die einen Teil ihrer Sprachkenntnisse verloren haben. Plus, die Erkenntnisse geben uns darüber hinaus auch einen Einblick in die Entwicklung der Sprache im Laufe der Geschichte. Als unsere Vorfahren begannen, Werkzeuge zu konstruieren und zu verwenden, veränderte diese Fähigkeit offenbar auch das Gehirn in einer Weise, die es ermöglichte, eine differenziertere Sprache zu entwickeln, meinen die ForscherInnen.

Referenz:
Université de Lyon
Tool use and language share syntactic processes and neural patterns in the basal ganglia, Science 2021; https://www.science.org/doi/10.1126/science.abe0874

#gehirn #motorik #sprache #rehabilitation #kognitiveleistung #syntax #gesundheit #medizin #medimpressions

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„Ein Schock“ – wenn blinde Kinder sehen lernen

In Entwicklungsländern ist der Graue Star (Katarakt) eine Hauptursache für Erblindung. Die Augenkrankheit ist teils angeboren, wird aber auch durch Unterernährung und schlechte Lebensbedingungen im Kindesalter ausgelöst. Grauer Star lässt sich operativ gut behandeln, indem die getrübte Linse durch eine Kunstlinse ersetzt wird, ist für Familien in Entwicklungsländern jedoch unerschwinglich.

Wie es Kindern in Äthiopien geht, die ihr Augenlicht nach vielen Jahren der Blindheit im Rahmen von Entwicklungshilfeprojekten zurückerhalten, hat eine deutsch-israelische Gemeinschaftsarbeit untersucht. Mitautorin Irene Senna hatte vor allem große Freude und Aufregung erwartet. Die Realität war anders: „Das helle Licht der Sonne ist für viele wie ein Schock. Außerdem müssen die frisch Operierten erst lernen, den visuellen Input richtig zu interpretieren und die neuen Signale ins richtige Verhältnis zu setzen mit der Welt, wie sie sie kennen“, meint sie.

Zu unterschiedlichen Zeitpunkten nach der Operation wurde auch erfasst, ob und in welchem Ausmaß sich die ProbandInnen auf den neu gewonnenen Sehsinn verlassen.
Das Ergebnis: Erst innerhalb von Wochen bis Monaten nach der OP hat sich bei der Kombination von Seh- und Tastinformation ein multisensorisches Gewichtungsverhalten ergeben, das dem von normalsehenden Kontrollpersonen ähnelte. Voraussetzung dafür war allerdings ein intensives Training. Dies belegt die enorme Plastizität des Gehirns, zeigt aber auch wie wichtig entsprechende Trainings- und Rehabilitationsmaßnahmen für die Verbesserung der therapeutischen Erfolgsaussichten sind. Wie ein solches Training bestmöglich gelingen könnte, untersucht nun eine Folgestudie.

Referenz:
Hebrew University of Jerusalem, Universität Ulm
Development of multisensory integration following prolonged early-onset visual deprivation, Current Biology 2021;
https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.08.060

#blindheit #augenheilkunde #entwicklungsland #katarakt #operation #gehirn #augenlicht #medizin #medimpressions

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Wie Darmbakterien Biomoleküle verschicken

Die Stoffwechselprodukte der Darmbakterien wirken in vielfältiger Weise: Sie trainieren etwa unsere Immunzellen, steuern Stoffwechselprozesse im Körper und tragen höchstwahrscheinlich zur Entstehung von neurologischen- oder Krebserkrankungen bei. Wie Bakterienstoffe jedoch in entfernte Organe wie der Leber oder das Gehirn gelangen, war bislang nicht geklärt. Vermutet wird, dass als Transportmittel kleine Kapseln (Membranbläschen oder Vesikel) verwendet werden, die mit bakteriellen Enzymen, Proteinen oder auch RNA-Erbmolekülen gefüllt sind.

Ein internationales Wissenschaftsteam hat jetzt an Mäusen untersucht, wie Bakterien ihre Stoffwechselprodukte in solchen Vesikeln verteilen. Dazu besiedelten die ForscherInnen den Darm von Mäusen mit E.-coli-Bakterien, die eine bestimmte Genschere produzierten (Cre) und diese über Vesikel in die Umgebung abgaben. Die Mäuse besaßen in Körperzellen ein Gen für ein rotes Leuchtprotein, das durch die Genschere aktiviert werden konnte (Cre/LoxP-System). So konnte das Ziel der Vesikel, die von einzelnen Zellen des Darms, der Leber, der Milz, des Herzens, der Nieren sowie von Immunzellen aufgenommen wurden, nachverfolgt werden. Sogar einzelne Nervenzellen des Gehirns leuchteten rot auf.
Die Fluoreszenzbilder wiesen auch darauf hin, dass die Vesikel wahrscheinlich über den Blutstrom im Körper verteilt werden.

Bioaktive Bakterienstoffe wurden auch von den Stammzellen der Darmschleimhaut aufgenommen, was bedeutet, dass Darmbakterien womöglich sogar dauerhaft die Eigenschaften der Darmschleimhaut verändern können. Der neue Ansatz könnte jetzt helfen, den Einfluss von Darmbakterien auf Krankheiten besser zu verstehen und die Entwicklung von neuartigen Verabreichungsformen von Medikamenten oder Impfstoffen zu fördern.

Referenz:
Universität Frankfurt, Universität Erlangen-Nürnberg, University of California
Visualizing transfer of microbial biomolecules by outer membrane vesicles in microbe-host-communication in vivo, J Extracell Vesicles 2021; https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jev2.12159?af=R

#mikrobiom #darm #genetik #stoffwechsel #darmbakterien #stammzellen #gesundheit #medizin #medimpressions

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Epigenetik Technologie Wissenschaft

Neue Technologie schaltet Gene beliebig „ein“

Viele Erkrankungen, die mit bestimmten Genen verbunden sind, beruhen darauf, dass diese entweder nicht „eingeschalten“ oder „ausgeschalten“ sind. Eine der Möglichkeiten, wie eine Zelle bestimmte Gene ausschaltet, besteht darin, dass ein kleines Molekül (eine Methylgruppe) reversibel an die DNA angefügt wird. Meist neigen DNA-Stränge mit häufiger „Methylierung“ dazu, „ausgeschalten“ zu sein. Im Gegensatz dazu sind Gene die weniger Methylgruppen aufweisen, oft „eingeschalten“.

Bisher war es nicht möglich, den Grad der DNA-Methylierung an bestimmten Genen zu manipulieren, um die Funktion des Gens näher untersuchen zu können. Kürzlich ist es Wissenschaftlern jedoch mit Hilfe der CRISPR/Cas9-Technologie gelungen, spezifische DNA-Methylierungen an bestimmten Genen in Maus und menschlichen Zellen zu entfernen. Mittels der neuen Technologie lässt sich die DNA-„Demethylierungs“-Aktivität auf jede beliebige Stelle in der DNA – also auf jedes zu untersuchende Gen – richten, ohne Schäden an der Grundstruktur oder Aktivitäten an unerwünschten Genabschnitten zu verursachen.

Um die Forschung voranzutreiben, wurde nun die „Bedienungs-Anleitung“ zu dieser Technologie freigegeben. Bleibt zu hoffen, dass dieser Ansatz eines Tages vielleicht dazu beiträgt, etwa Gene in Zellen, die die Insulinausschüttung bei Typ-1-Diabetes steuern und auf „ausgeschalten“ programmiert sind, wieder einschalten zu können. Naheliegende Anwendungsgebiete finden sich auch in der Krebsforschung oder der rheumatoiden Arthritis, meinen die Wissenschaftler.

Referenz:
McGill University, Montreal
Unraveling the functional role of DNA demethylation at specific promoters by targeted steric blockage of DNA methyltransferase with CRISPR/dCas9, Nature Comm 2021; https://www.nature.com/articles/s41467-021-25991-9

#dna #gene #methylierung #genaktivitaet #crisprcas #geneditierung #epigenetik #medizin #medimpressions

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Früher ins Bett ist besser für das Herz

Schlechte Nachrichten für Nachteulen: wer es nicht vor 23:00 Uhr ins Bett schafft, hat ein höheres Risiko für Herzerkrankungen. Das ist das Ergebnis einer britischen Untersuchung.

Die Studie umfasste über 88 000 Personen im Durchschnittsalter von 61 Jahren, deren Daten zwischen 2006 und 2010 rekrutiert wurden. Angaben zu Einschlafbeginn und Aufwachzeit wurden über sieben Tage mit einem am Handgelenk getragenen Screening-Tool gemessen. Eruiert wurden auch Angaben zum Lebensstil und bekannte Risikofaktoren für Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Danach erfolgte eine Untersuchung zur Herzgesundheit.

Im Vergleich zu Menschen, die sich zwischen 22:00 Und 23:00 Uhr ins Bett begaben, hatten Nachteulen, die es erst nach Mitternacht in die Federn schaffen, unabhängig von anderen Risikofaktoren ein um 25 Prozent höheres Risiko für Herz-Kreislauferkrankungen wie etwa Herzinfarkt, Herzinsuffizienz, chronisch ischämische Herzkrankheit oder Schlaganfall. Im Zeitraum zwischen 23:00 und 24:00 erhöhte sich das Risiko bereits um 12 Prozent. Der Zusammenhang mit einem erhöhten kardiovaskulären Risiko war bei Frauen insgesamt stärker ausgeprägt als bei Männern. Als nicht optimal erwiesen sich auch Einschlafzeiten vor 22:00 – diese waren ebenfalls mit einem leicht erhöhten kardiovaskulären Risiko verbunden.

Studienleiter Dr. David Plans: „Offenbar gibt es eine optimale Einschlafzeit an einem bestimmten Punkt im 24 Stunden-Zyklus. Als riskanteste Zeit erwies sich die nach Mitternacht, möglicherweise deshalb, weil sie die Wahrscheinlichkeit erhöht das Morgenlicht zu verschlafen, was die innere Uhr aus dem Takt bringt.“

Referenz:
University of Exeter, UK
Accelerometer-derived sleep onset timing and cardiovascular disease incidence: a UK Biobank cohort study, European Heart Journal – Digital Health 2021; https://academic.oup.com/ehjdh/advance-article/doi/10.1093/ehjdh/ztab088/6423198

#schlaf #schlafenszeit #herzgesundheit #kardiologie #innereuhr #herzkreislauf #zirkadianerrhythmus #medizin #medimpressions

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Koma: Gleichtakt der Hirnzellen zeigt günstige Prognose

Welche Prognose Patienten nach z.B. einem Herzstillstand erwartet, lässt sich schwer voraussagen. Aktuelle Ansätze der Vorhersage während eines Komas basieren auf einer qualitativen Bewertung von Signalaufzeichnungen im Elektroenzephalogramm (EEG). Diese sind jedoch aufwändig und oft schwer zu interpretieren.

Ein Forschungsteam untersuchte nun die Verarbeitung von Tonsignalen im Gehirn von Patienten am ersten Tag im Koma. Die Forschenden konzentrierten sich darauf, wie Geräusche im Gehirn verarbeitet werden. Sie untersuchten Messungen der neuronalen Synchronität (synchrones, gleichzeitiges Reagieren der Neuronen auf einen bestimmten Reiz) und der neuronalen Komplexität (der neuronalen Aktivität im Hirn) bei 67 Patienten im Koma nach Herzstillstand und 13 gesunden Kontrollpersonen.

Die Studie stellte fest, dass die neuronale Synchronität Aussagen zu einem günstigen Ausgang nach dem Koma erlaubt. Erstautorin Sigurd Lerkerød Alnes erklärt: „Wir haben in zwei verschiedenen Patientenkohorten festgestellt, dass Patienten, die später das Koma überlebten, eine höhere neuronale Synchronität als Reaktion auf Geräusche am ersten Tag haben, als die Nicht-Überlebenden. Tatsächlich ist die neuronale Synchronität der Überlebenden auf dem Niveau von gesunden Kontrollpersonen, die bei Bewusstsein sind.“

Ein Verlust der neuronalen Aktivität wurde überraschenderweise hingegen nur in der Gruppe der Überlebenden gefunden. In der Gruppe der Nicht-Überlebenden lag die Komplexität teils unter und teils über den Komplexitätswerten gesunder Kontrollen.

Der neue Test bietet jedenfalls eine Reihe von Vorteilen: er dauert nur 20 Min, kann am ersten Tag des Komas am Krankenbett durchgeführt werden und erlaubt eine Diagnose für das Ergebnis nach drei Monaten.

Referenz:
Universität Bern, Universität Lausanne
Complementary roles of neural synchrony and complexity for indexing consciousness and chances of surviving in acute coma; NeuroImage 2021; https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1053811921009113?via%3Dihub

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