Plastikbausteine BPA und BPS stimulieren das frühe Nervenwachstum im Hypothalamus beim Zebrafisch

BPA und BPS sind zentrale Bausteine für u.a. Polykarbonat (u.a. CD-/DVD-Plastik), Epoxydharz (Araldit, Dosen- und Büchseninnenauskleidung), Flammschutzmittel und Thermodruckerpapier. BPS wird teilweise als «harmlosere Variante» von und Alternative zu BPA angepriesen. Jetzt schreiben aber Cassandra D. Kincha, Kingsley Ibhazehiebob, Joo-Hyun Jeongb, Hamid R. Habibia und Deborah M. Kurrasch von der University of Calgary heute in den PNAS unter dem Titel

Low-dose exposure to bisphenol A and replacement bisphenol S induces precocious hypothalamic neurogenesis in embryonic zebrafish

Here we demonstrate that bisphenol A (BPA) exposure during a time point analogous to the second trimester in humans has real and measurable effects on brain development and behavior. Furthermore, our study is the first, to our knowledge, to show that bisphenol S, a replacement used in BPA-free products, equally affects neurodevelopment. These findings suggest that BPA-free products are not necessarily safe and support a societal push to remove all structurally similar bisphenol analogues and other compounds with endocrine-disruptive activity from consumer goods. Our data here, combined with over a dozen physiological and behavioral human studies that begin to point to the prenatal period as a BPA window of vulnerability, suggest that pregnant mothers limit exposure to plastics and receipts.

Und weiter:

Strikingly, treatment of embryonic zebrafish with very low-dose BPA (0.0068 μM, 1,000-fold lower than the accepted human daily exposure) and bisphenol S (BPS), a common analog used in BPA-free products, resulted in 180% and 240% increases, respectively, in neuronal birth (neurogenesis) within the hypothalamus, a highly conserved brain region involved in hyperactivity. Furthermore, restricted BPA/BPS exposure specifically during the neurogenic window caused later hyperactive behaviors in zebrafish larvae. (…) Although human epidemiological results are still emerging, an association between high maternal urinary BPA during gestation and hyperactivity and other behavioral disturbances in the child has been suggested.

Wie darauf wohl die Plastikindustrie reagieren wird?

Der seit 2011 vom Parlament eingeforderte und vom Schweizerischen Bundesrat auf Ende 2013 versprochene BAG-Bericht zum Thema BPA ist übrigens noch immer nicht erschienen, soweit bekannt!

Ernst Fehr: „we can make people more or less norm compliant“ mit TDCS

Believe it or not, but we can make people more or less norm compliant by up- or downregulating certain neural activities in the brain,“ erzählt der Zürcher Star-Oekonom Ernst Fehr seinem Interviewer Rolf Dobelli, und fährt fort „for this particular task we use what’s called ‚transcranial direct current stimulation‘ (tdcs). So there is a light, a modest current going through the brain,“ ab Position 1min27sec:

Also da nimmt einen doch schon sehr wunder, was das für ein Wunderding sein soll, das am Kopf montiert, Leute mehr oder weniger normkonform sein lasse, je nach dem ob der Strom in die eine oder andere Richtung „durch den Kopf“ fliesse, wie Fehr sagt. Hier ist ein sich sehr wissenschaftlich gebendes Erklärvideo dazu. Und da macht einer, durchaus ernst gemeinte, Selbstversuche mit der Sache:

„Selbstversuch“, denn die Maschine, von der Fehr schwärmt und ihr „Wunderkräfte“ auf das normrelevante Verhalten seiner Probanden zuschreibt, ist letztlich nicht viel mehr als eine 9 Volt Batterie, zwei salzwassergetränkte Schwämmchen, ein paar Drähte, ein paar Widerstände. Ein Schwämmchen über dem rechten Auge. Ein Schwämmchen hinten links auf dem Kopf. Strom auf 1 bis 2 Milliampère einstellen und fertig. Zu Deutsch heisst die Sache übrigens: „transkranielle Gleichstromstimulation“.

Auf den ersten Blick sagt mir meine Intuition: 2 Elektroden auf so etwas inhomogenem wie dem Kopf, plus extrem schwache 2 mA Gleichstrom und und dann soll da durch die Schädeldecke hindurch im Gehirn ein nachhaltiger, reproduzierbarer Effekt resultieren? Die Botschaft hör ich wohl, allein mir fehlt der Glaube! Welche Pfade nehmen die Elektronen, wenn sie sich von der einen Elektrode lösen, in die Haut eindringen, und den Weg des geringsten Widerstandes zur anderen Elektrode suchen? Und nur wo sie durchkommen, können sie, oder ihr sie begleitendes Magnetfeld, irgend eine Wirkung entfalten. Wie viele Elektronen wie rasch unterwegs sind in der Kopfhaut und darunter, mögen andere berechnen.

Zwei, die sich schon lange und intensiv mit tdcs beschäftigen, und überzeugt sind, dass sie einen Effekt hat, sind die Göttinger Forscher Michael A. Nitsche und Walter Paulus. Sie schrieben 2007:

Da die Elektroden auf der Kopfhaut nicht direkt an der Hirnrinde anliegen, kommt es zu einer Abschwächung der intrakraniell erzielten Stromdichte. Hierbei beträgt die wirksame transkortikale Stromdichte etwa 50% der verabreichten transkraniellen Stromdichte (Rush u. Driscoll 1968). Eine Modellierung der durch die bipolare tDCS beim Menschen induzierten intrakortikalen Stromdichten zeigte, dass eine tDCS mit definierter Stromstärke (2 mA) und Verwendung von Schwammelektroden (25 cm2) kortikal eine Stromdichte in der Größenordnung von 0,1 µA/mm2 induziert (Miranda et al. 2006), was deutlich unter den induzierten Stromdichten am frei präparierten Kortex im Tierexperiment liegt. Das erzeugte elektrische Feld unter der Stimulationselektrode ist dieser Simulationsstudie nach homogen und die Feldstärke nimmt exponentiell mit der Distanz zur Elektrode ab. Dieses Modell berücksichtigte allerdings nicht die regionalen Inhomogenitäten in der Leitfähigkeit der Schädelkalotte und des Hirngewebes (Miranda et al. 2006; Rush u. Driscoll 1968). Im Bereich von Fissuren und Foramina kann es zu inhomogenen, fokal vergrößerten Feldstärken kommen. In diesen Bereichen ist deshalb tDCS zu vermeiden. Des Weiteren ist bisher unzureichend geprüft, wie sich die Feldstärke intrazerebral bei Gewebsübergängen, z. B. zwischen Liquor und Hirnrinde, verhält.

Asif Rahman, der sich am Departement of Biomedical Engineering der CUNY mit dem Effekt von Gleichstromfeldern auf die Synapsen in Rattenhirnen beschäftigt, kommt zum Schluss:

The application of uniform electric fields for long and short durations seem to have non-uniform effects that are dependent on many factors, including ongoing activity, orientation of the neurons to the applied field, and the the intrinsic cortical synaptic connections. Clearly field effects are more complicated than the traditional clinical dogma that „anodal increases excitability“ and „cathodal decreases excitability“.

It’s complicated! Das beruhigt mich. Und ich misstraue darum weiterhin Fehrs Aussage sehr, er könne die Normkonformität einer Person mit einer 9 Volt Batterie manipulieren! Die US-Armee hingegen würde ihm wahrscheinlich glauben, denn sie setzt tdcs ein als Doping für angehende Drohnenoperatoren.

P.S. Hier drüben runzelt der Autor des Blogs „the neurocritic“ die Stirn über einige Paper, die vor einem Monat am „Cognitive Neuroscience Society Meeting“ in Chicago präsentiert wurden. In den Kommentaren verlinkt ein anonymous zu einem anderen Blog, das mit dem Sensationalismus rund um ein aufgeblasenes tdcs-Paper hart ins Gericht geht.

Ein Blinder, der sieht – und Mutmassungen über Subliminals

Das Paper in Current Biology von heute, 23. Dezember 2008, heisst „Intact navigation skills after bilateral loss of striate cortex“. Hautpautorin ist Beatrice de Gelder. Co-Autor ist der klinische, experimentelle Neuropsychologe Alan Pegna in Genf. Das Paper beschreibt den Fall eines Patienten des Genfer Kantonsspitals, der innert zwei Wochen durch 2 Hirnschläge seine bewusste Sehfähigkeit objektiv vollständig verlor. Trotzdem kann er den Ausdruck eines Gesichtes erkennen und sich durch einen Hausgang voller Hindernisse bewegen. Alan Pegna, der mit dem Patienten arbeitete, beantwortet mir auf Französisch ein paar Fragen zu dem Fall, zu den Lehren, die er daraus zieht, und der Bedeutung dieser Erkenntnisse für das weite Feld der Forschung über den Einfluss, den optische Reize, deren wir uns nicht bewusst sind, auf uns haben.
Im Browser hören: Klick auf’s Dreieck.

Oder alternativ: Direktlink zum Audio. U.a. Telepolis, Ars Technica und NPR (inkl. Video des Patienten, wie er durch den Gang schreitet) berichten ebenfalls über den Artikel in Current Biology.
Indirekt in den weiteren Zusammenhang gehört vielleicht auch dieses Paper von Ran Hassin:

Political thought and behavior play an important role in our lives, from ethnic tensions in Europe, to the war in Iraq and the Middle Eastern conflict, to parliamentary and presidential elections. However, little is known about how the individual’s political attitudes and decisions are shaped by subtle national cues that are so prevalent in our environment. We report a series of experiments that show that subliminal exposure to one’s national flag influences political attitudes, intentions, and decisions, both in laboratory settings and in ‘‘real-life’’ behavior.