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Das menschliche Gehirn ist sehr empfindlich auf mechanische Einwirkungen. Es wird deshalb vom Schädel und der Hirn-Rückenmarksflüssigkeit gegen äussere Einflüsse geschützt. Diese Schutzsysteme haben aber auch einen Nachteil: Wenn es im Innern des Gehirns zu Blutungen oder Wasseransammlungen kommt, steigt wegen des starren Schädels und der inkompressiblen Hirnflüssigkeit der Hirndruck. Dieser erhöhte Druck kann eine permanente Schädigung des Gehirns nach sich ziehen.
Es ist bekannt, dass verschiedene Organe wie zum Beispiel die Niere Flüssigkeitsbewegungen mittels spezialisierter Zellstrukturen erfassen können. Wir gehen von der Hypothese aus, dass auch Neuronen Flüssigkeitsbewegungen im Gehirn erfassen und die entsprechende Information ihren benachbarten Neuronen weiterleiten können. Diese Signale könnten dem Gehirn dazu dienen, sich den veränderten mechanischen Gegebenheiten anzupassen, zum Beispiel indem der lokale Wassergehalt des Gewebes verändert wird. Dadurch könnte ein möglicher Anstieg des Hirndrucks hinausgezögert oder reduziert werden.
Wir werden diese Hypothese mittels Computersimulationen der Gehirnmechanik und anhand von neuronalen Zellkulturen testen. Sollte sie sich bewahrheiten, könnten neue Ansätze für die Behandlung von Erkrankungen entwickelt werden, welche sich über veränderte Druck- und Flusszustände im zentralen Nervensystem äussern. Zu diesen Erkrankungen gehören unter anderem Hydrozephalus, Syringomyelie und Chiari-Malformation.