Über Kulturen hinweg berichten Menschen, die einen Herzstillstand überlebt haben, von Nahtoderfahrungen, die sie übereinstimmend als sehr lebhaft und sehr real beschreiben – ein Paradoxon, meinen Forscher um Jimo Borjigin von der University of Michigan in Ann Arbor: Denn eigentlich dürfte das Gehirn gar nicht mehr in der Lage sein, die Aktivität von Nervenzellen ausreichend zu konzertieren, wenn die Sauerstoffversorgung zum Erliegen gekommen ist.

Doch diese Annahme, die einige ihrer Kollegen bereits am Wahrheitsgehalt der Berichte hat zweifeln lassen, sei unbegründet und falsch: Laut ihrer Studie zeigt das Gehirn nach einem Herzstillstand für rund 20 Sekunden eine überraschend klar ausgeprägte und hoch koordinierte Aktivität.

Für ihre Untersuchung hatte das Team bei neun Ratten EEG-Elektroden implantiert und Gehirnströme im Wachzustand aufgezeichnet. Sodann legten sie die Tiere für 30 Minuten in eine Vollnarkose und injizierten daraufhin eine Kaliumchloridlösung, die augenblicklich zu Herzversagen führte. Während der ganzen Zeit und bis mindestens eine halbe Stunde nach Eintritt des Todes blieben die EEG-Geräte angeschaltet.

EEG-Daten lassen sich meist erst dann sinnvoll interpretieren, wenn die Schwingungen nach ihren enthaltenen Frequenzen aufgesplittet werden. Wie hoch der Anteil eines Frequenzbereichs an der Gesamtaktivität ist, gibt dann einen Hinweis auf den Zustand des Gehirns. Dominieren beispielsweise Alphawellen (Bereich: 8 bis 13 Hertz), befindet sich das Gehirn gemeinhin in einem leichten Entspannungszustand.

Bei allen ihren Versuchstieren konnte das Team um Borjigin nun anhand der Hirnstromdaten vier klar abgrenzbare Phasen unterscheiden: Unmittelbar nach dem Herzstillstand nahm zunächst die Gesamtamplitude der Hirnwellen innerhalb von etwa vier Sekunden stark ab, die Aktivität des Gehirns verringerte sich also erheblich und stabilisierte sich in der sechssekündigen Phase 2 auf niedrigem Niveau. Diese Phase endete mit einem einzelnen Puls von Deltawellen.

Danach ging das Gehirn der Ratten in die interessanteste Phase über: Für 20 Sekunden zeigten sich hier klar ausgeprägte Oszillationen im unteren Gammawellen-Bereich (25-55 Hertz). Die extreme Dominanz dieser Wellen deuten die Forscher als Anzeichen dafür, dass das Gehirn in diesem Moment zumindest prinzipiell Informationen verarbeiten könnte.

Ob die narkotisierten Ratten dabei tatsächlich etwas wahrnahmen und wenn ja, was, wissen die Forscher naturgemäß nicht zu sagen. Aber: Wären die Tiere im Wachzustand gewesen, würde man die EEG-Daten als Anzeichen für laufende kognitive Prozesse in einem hochgradig wachen Gehirn deuten. Zumindest im Grundsatz sei das Hirn daher zu einem Nahtoderlebnis in der Lage.

Am Ende dieser Phase war die Amplitude im EEG von einigen hundert Mikrovolt im Wachzustand auf unter zehn gesunken. Danach zeigte sich nur noch sporadische Hirnaktivität. Die vier Phasen unterschieden sich bei allen Ratten in ihrer Dauer nur um jeweils einzelne Sekunden.

Beim Menschen zeigt ein hoher Gammawellen-Anteil, dass der Proband aufmerksam ist und dass sein Gehirn mit einer kognitiven Aufgabe beschäftigt ist. Gammawellen-Aktivität gilt infolgedessen als wichtiges Anzeichen – wenn nicht gar als Auslöser – einer bewussten Verarbeitung: Hier oszillieren offenbar verschiedenste Hirnareale in rascher Folge, während Reize mit hoher Geschwindigkeit das Gehirn durchlaufen.

Auch weitere Merkmale einer typischen koordinierten Verarbeitung entdeckten die Wissenschaftler: So schwangen Gammawellen, die sie an verschiedenen Stellen im Hirn gemessen hatten, im Gleichtakt und waren miteinander korreliert. Mit Zufallsrauschen schienen sie es somit nicht zu tun zu haben. Bemerkenswert war insgesamt, dass die gängigen Anzeichen einer aktiven Verarbeitung in nahezu überdeutlicher Reinform vorlagen – warum, wissen die Forscher nicht.

Auch mit weitergehenden Interpretationen, was Nahtoderlebnisse angeht, halten sie sich zurück: Wenn bei Probanden üblicherweise Gammawellen und Bewusstsein Hand in Hand gehen, bedeutet dies nicht, dass dies auch in derartigen Extremsituationen der Fall sein muss. Immerhin unterschied sich die Phase-3-Aktivität in ihrer Konzentration auf Gammawellen deutlich von der Aktivität im Wachzustand, in der sich immer auch Oszillationen anderer Bereiche mit einmischen. Am Ende hofft das Team mit seiner Studie vor allem einen wissenschaftlichen Rahmen geschaffen zu haben, in dem das Phänomen der Nahtoderlebnisse künftig weiter untersucht werden könnte.