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Berlin/Barcelona - Eine deutsch-spanische Forschergruppe hat entdeckt, dass chaotisches Verhalten in chemischen Reaktionen ebenso wie bei Herzkammerflimmern gezielt beeinflusst und unterdrückt werden kann. Das gefürchtete Herkammerflimmern wird mathematisch als Chaos verstanden, ähnliche chaotische Wellenmuster (Bild) treten auch in chemischen Reaktionen auf. Die gezielte Unterdrückung soll durch die periodische schwache Modulierung dieser Systeme gelingen. Ist dies am Herzen möglich, könnte die Entdeckung zu neuen Methoden für die Behandlung von Herzflimmern führen.

Jede Sekunde entsteht im gesunden Herz eine elektrische Erregungswelle, die das ganze Herz durchläuft und seine Kontraktion erzwingt. Manchmal aber bricht ein solcher geordneter Ausbreitungsprozess zusammen. Dann wird das Herz vielen irregulären Erregungswellen ausgesetzt, die normalen physiologischen Kontraktionen verschwinden und das gefährliche Herzkammerflimmern setzt ein. Wenn der Betroffene nicht rasch behandelt wird, ist der Herztod unvermeidbar.

Besondere Form von Wellenchaos

Aus mathematischer Sicht ist das Herzflimmern als eine besondere Form von Wellenchaos zu verstehen, vergleichbar auch mit dem Chaos in chemisch-erregbaren Medien. Die gemeinsamen Untersuchungen von Alexander S. Mikhailov von der Abteilung Physikalische Chemie des Fritz-Haber-Instituts der Max-Planck-Gesellschaft und Sergio Alonso sowie Francisco Sagues von der Universität Barcelona haben nun ergeben, dass das Chaos so genannter Scroll-Wellen, wie sie zum Beispiel bei der berühmten Belousov-Zhabotinsky-Reaktion auftreten, auch in ganz allgemeinen Modellen erregbarer Medien beobachtet werden kann.

Das Chaos von Scrollwellen kann generell durch schwache periodische Modulation von Parametern, die die Erregungsschwelle des Mediums bestimmen, gezielt gesteuert und damit sowohl unterdrückt als auch induziert werden kann, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt Science. Da die Entdeckung jetzt in abstrakten mathematischen Modellen verifiziert ist, kann diese in Zukunft nicht nur zu neuen Methoden für die Unterdrückung des Herzkammerflimmerns, sondern auch zur Behandlung spezieller Herzkrankheiten führen. (pte)