Skip to main content
Erschienen in: Der Nervenarzt 10/2021

17.08.2021 | Evozierte Potentiale | Leitthema

Interaktionen zwischen Gehirn und Herz

verfasst von: Sarah Deking, Prof. Dr. Jan Liman

Erschienen in: Der Nervenarzt | Ausgabe 10/2021

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Zusammenfassung

Gehirn und Herz stehen eng miteinander in Verbindung. Das Gehirn übt einen physiologischen Einfluss auf das Herz aus. Ein Beispiel für diesen physiologischen Einfluss ist die Kontrolle der Herzfrequenz durch Efferenzen des autonomen Nervensystems. Klinische Beispiele für diese Richtung der Interaktion stellen unter anderem kardiale Komplikationen nach Schlaganfällen sowie die Takotsubo-Kardiomyopathie dar. Herz und Gehirn stehen jedoch bidirektional in Verbindung, sodass auch die Herzaktivität über ihre Funktion als Generator eines Blutstroms zur Versorgung des Gehirns hinaus ihren Einfluss auf das Gehirn ausübt. Beispiele hierfür sind die Wahrnehmung von Stimuli in Abhängigkeit von der Präsentation während des Herzzyklus. Klinische Beispiele für diese Richtung der Interaktion stellen Schlaganfälle als thrombembolische Komplikation des Vorhofflimmerns sowie die Vergesellschaftung von Vorhofflimmern und Demenz dar. In diesem Review soll ein Überblick über die bidirektionalen Interaktionen zwischen Herz und Gehirn, teilweise unter Einbeziehung des Herz-Kreislauf-Systems, gegeben werden, ihre Bedeutung für den Klinikalltag diskutiert und ein Ausblick auf aktuelle Forschungsfelder gegeben werden.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Alosco ML, Hayes SM (2015) Structural brain alterations in heart failure: a review of the literature and implications for risk of Alzheimer’s disease. Heart Fail Rev 20(5):561–571PubMedPubMedCentralCrossRef Alosco ML, Hayes SM (2015) Structural brain alterations in heart failure: a review of the literature and implications for risk of Alzheimer’s disease. Heart Fail Rev 20(5):561–571PubMedPubMedCentralCrossRef
2.
Zurück zum Zitat Anderson AK (2005) Affective influences on the attentional dynamics supporting awareness. J Exp Psychol Gen 134(2):258–281PubMedCrossRef Anderson AK (2005) Affective influences on the attentional dynamics supporting awareness. J Exp Psychol Gen 134(2):258–281PubMedCrossRef
3.
Zurück zum Zitat Babo-Rebelo M, Richter CG, Tallon-Baudry C (2016) Neural responses to heartbeats in the default network encode the self in spontaneous thoughts. J Neurosci 36(30):7829–7840PubMedPubMedCentralCrossRef Babo-Rebelo M, Richter CG, Tallon-Baudry C (2016) Neural responses to heartbeats in the default network encode the self in spontaneous thoughts. J Neurosci 36(30):7829–7840PubMedPubMedCentralCrossRef
4.
Zurück zum Zitat Benarroch EE (1993) The central autonomic network: functional organization, dysfunction, and perspective. Mayo Clin Proc 68(10):988–1001PubMedCrossRef Benarroch EE (1993) The central autonomic network: functional organization, dysfunction, and perspective. Mayo Clin Proc 68(10):988–1001PubMedCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Braak H, Rüb U, Gai WP et al (2003) Idiopathic Parkinson’s disease: possible routes by which vulnerable neuronal types may be subject to neuroinvasion by an unknown pathogen. J Neural Transm 110(5):517–536PubMedCrossRef Braak H, Rüb U, Gai WP et al (2003) Idiopathic Parkinson’s disease: possible routes by which vulnerable neuronal types may be subject to neuroinvasion by an unknown pathogen. J Neural Transm 110(5):517–536PubMedCrossRef
8.
Zurück zum Zitat Cacciatore F, Testa G, Langellotto A et al (2012) Role of ventricular rate response on dementia in cognitively impaired elderly subjects with atrial fibrillation: a 10-year study. Dement Geriatr Cogn Disord 34(3-4):143–148CrossRefPubMed Cacciatore F, Testa G, Langellotto A et al (2012) Role of ventricular rate response on dementia in cognitively impaired elderly subjects with atrial fibrillation: a 10-year study. Dement Geriatr Cogn Disord 34(3-4):143–148CrossRefPubMed
9.
Zurück zum Zitat Cenit MC, Sanz Y, Codoñer-Franch P (2017) Influence of gut microbiota on neuropsychiatric disorders. World J Gastroenterol 23(30):5486–5498PubMedPubMedCentralCrossRef Cenit MC, Sanz Y, Codoñer-Franch P (2017) Influence of gut microbiota on neuropsychiatric disorders. World J Gastroenterol 23(30):5486–5498PubMedPubMedCentralCrossRef
10.
Zurück zum Zitat Conen D, Rodondi N, Müller A et al (2019) Relationships of overt and silent brain lesions with cognitive function in patients with atrial fibrillation. J Am Coll Cardiol 73(9):989–999PubMedCrossRef Conen D, Rodondi N, Müller A et al (2019) Relationships of overt and silent brain lesions with cognitive function in patients with atrial fibrillation. J Am Coll Cardiol 73(9):989–999PubMedCrossRef
12.
Zurück zum Zitat Fialho GL, Wolf P, Walz R et al (2019) Epilepsy and ultra-structural heart changes: the role of catecholaminergic toxicity and myocardial fibrosis. What can we learn from cardiology? Seizure 71:105–109PubMedCrossRef Fialho GL, Wolf P, Walz R et al (2019) Epilepsy and ultra-structural heart changes: the role of catecholaminergic toxicity and myocardial fibrosis. What can we learn from cardiology? Seizure 71:105–109PubMedCrossRef
13.
Zurück zum Zitat Fox KCR, Nijeboer S, Dixon ML et al (2014) Is meditation associated with altered brain structure? A systematic review and meta-analysis of morphometric neuroimaging in meditation practitioners. Neurosci Biobehav Rev 43:48–73PubMedCrossRef Fox KCR, Nijeboer S, Dixon ML et al (2014) Is meditation associated with altered brain structure? A systematic review and meta-analysis of morphometric neuroimaging in meditation practitioners. Neurosci Biobehav Rev 43:48–73PubMedCrossRef
14.
Zurück zum Zitat Garfinkel SN, Barrett AB, Minati L et al (2013) What the heart forgets: cardiac timing influences memory for words and is modulated by metacognition and interoceptive sensitivity. Psychophysiology 50(6):505–512PubMedPubMedCentralCrossRef Garfinkel SN, Barrett AB, Minati L et al (2013) What the heart forgets: cardiac timing influences memory for words and is modulated by metacognition and interoceptive sensitivity. Psychophysiology 50(6):505–512PubMedPubMedCentralCrossRef
15.
Zurück zum Zitat Goldstein DS, Pechnik S, Holmes C et al (2003) Association between supine hypertension and orthostatic hypotension in autonomic failure. Hypertension 42(2):136–142PubMedCrossRef Goldstein DS, Pechnik S, Holmes C et al (2003) Association between supine hypertension and orthostatic hypotension in autonomic failure. Hypertension 42(2):136–142PubMedCrossRef
16.
Zurück zum Zitat Havakuk O, King KS, Grazette L et al (2017) Heart failure-induced brain injury. J Am Coll Cardiol 69(12):1609–1616PubMedCrossRef Havakuk O, King KS, Grazette L et al (2017) Heart failure-induced brain injury. J Am Coll Cardiol 69(12):1609–1616PubMedCrossRef
17.
Zurück zum Zitat Janszky I, Hallqvist J, Tomson T et al (2009) Increased risk and worse prognosis of myocardial infarction in patients with prior hospitalization for epilepsy—the Stockholm heart epidemiology program. Brain 132(Pt 10):2798–2804PubMedCrossRef Janszky I, Hallqvist J, Tomson T et al (2009) Increased risk and worse prognosis of myocardial infarction in patients with prior hospitalization for epilepsy—the Stockholm heart epidemiology program. Brain 132(Pt 10):2798–2804PubMedCrossRef
18.
Zurück zum Zitat Jose AD, Collison D (1970) The normal range and determinants of the intrinsic heart rate in man. Cardiovasc Res 4(2):160–167PubMedCrossRef Jose AD, Collison D (1970) The normal range and determinants of the intrinsic heart rate in man. Cardiovasc Res 4(2):160–167PubMedCrossRef
19.
Zurück zum Zitat Kern M, Aertsen A, Schulze-Bonhage A et al (2013) Heart cycle-related effects on event-related potentials, spectral power changes, and connectivity patterns in the human ECoG. Neuroimage 81:178–190PubMedCrossRef Kern M, Aertsen A, Schulze-Bonhage A et al (2013) Heart cycle-related effects on event-related potentials, spectral power changes, and connectivity patterns in the human ECoG. Neuroimage 81:178–190PubMedCrossRef
20.
Zurück zum Zitat Kim D, Yang P‑S, Sung J‑H et al (2020) Less dementia after catheter ablation for atrial fibrillation: a nationwide cohort study. Eur Heart J 41(47):4483–4493PubMedCrossRef Kim D, Yang P‑S, Sung J‑H et al (2020) Less dementia after catheter ablation for atrial fibrillation: a nationwide cohort study. Eur Heart J 41(47):4483–4493PubMedCrossRef
21.
Zurück zum Zitat Korantzopoulos P, Kalantzi K, Siogas K et al (2008) Long-term prognostic value of baseline C‑reactive protein in predicting recurrence of atrial fibrillation after electrical cardioversion. Pacing Clin Electrophysiol 31(10):1272–1276PubMedCrossRef Korantzopoulos P, Kalantzi K, Siogas K et al (2008) Long-term prognostic value of baseline C‑reactive protein in predicting recurrence of atrial fibrillation after electrical cardioversion. Pacing Clin Electrophysiol 31(10):1272–1276PubMedCrossRef
22.
Zurück zum Zitat Krause T, Werner K, Fiebach JB et al (2017) Stroke in right dorsal anterior insular cortex Is related to myocardial injury. Ann Neurol 81(4):502–511PubMedCrossRef Krause T, Werner K, Fiebach JB et al (2017) Stroke in right dorsal anterior insular cortex Is related to myocardial injury. Ann Neurol 81(4):502–511PubMedCrossRef
23.
Zurück zum Zitat Leto L, Feola M (2014) Cognitive impairment in heart failure patients. J Geriatr Cardiol 11(4):316–328PubMedPubMedCentral Leto L, Feola M (2014) Cognitive impairment in heart failure patients. J Geriatr Cardiol 11(4):316–328PubMedPubMedCentral
25.
Zurück zum Zitat Longstreth WT, Manolio TA, Arnold A et al (1996) Clinical correlates of white matter findings on cranial magnetic resonance imaging of 3301 elderly people. The cardiovascular health study. Stroke 27(8):1274–1282PubMedCrossRef Longstreth WT, Manolio TA, Arnold A et al (1996) Clinical correlates of white matter findings on cranial magnetic resonance imaging of 3301 elderly people. The cardiovascular health study. Stroke 27(8):1274–1282PubMedCrossRef
26.
Zurück zum Zitat Mahmood SS, Levy D, Vasan RS et al (2014) The Framingham heart study and the epidemiology of cardiovascular disease: a historical perspective. Lancet 383(9921):999–1008PubMedCrossRef Mahmood SS, Levy D, Vasan RS et al (2014) The Framingham heart study and the epidemiology of cardiovascular disease: a historical perspective. Lancet 383(9921):999–1008PubMedCrossRef
27.
Zurück zum Zitat Matsubayashi K, Okumiya K, Wada T et al (1997) Postural dysregulation in systolic blood pressure is associated with worsened scoring on neurobehavioral function tests and leukoaraiosis in the older elderly living in a community. Stroke 28(11):2169–2173PubMedCrossRef Matsubayashi K, Okumiya K, Wada T et al (1997) Postural dysregulation in systolic blood pressure is associated with worsened scoring on neurobehavioral function tests and leukoaraiosis in the older elderly living in a community. Stroke 28(11):2169–2173PubMedCrossRef
28.
Zurück zum Zitat McDonald C, Newton JL, Burn DJ (2016) Orthostatic hypotension and cognitive impairment in Parkinson’s disease: causation or association? Mov Disord 31(7):937–946PubMedCrossRef McDonald C, Newton JL, Burn DJ (2016) Orthostatic hypotension and cognitive impairment in Parkinson’s disease: causation or association? Mov Disord 31(7):937–946PubMedCrossRef
29.
Zurück zum Zitat Mochmann H‑C, Scheitz JF, Petzold GC et al (2016) Coronary angiographic findings in acute ischemic stroke patients with elevated cardiac troponin: the troponin elevation in acute ischemic stroke (TRELAS) study. Circulation 133(13):1264–1271PubMedCrossRef Mochmann H‑C, Scheitz JF, Petzold GC et al (2016) Coronary angiographic findings in acute ischemic stroke patients with elevated cardiac troponin: the troponin elevation in acute ischemic stroke (TRELAS) study. Circulation 133(13):1264–1271PubMedCrossRef
30.
Zurück zum Zitat Moghimi N, Lhatoo SD (2013) Sudden unexpected death in epilepsy or voodoo heart: analysis of heart/brain connections. Curr Cardiol Rep 15(12):424PubMedCrossRef Moghimi N, Lhatoo SD (2013) Sudden unexpected death in epilepsy or voodoo heart: analysis of heart/brain connections. Curr Cardiol Rep 15(12):424PubMedCrossRef
31.
Zurück zum Zitat Mueller K, Thiel F, Beutner F et al (2020) Brain damage with heart failure: cardiac biomarker alterations and gray matter decline. Circ Res 126(6):750–764PubMedPubMedCentralCrossRef Mueller K, Thiel F, Beutner F et al (2020) Brain damage with heart failure: cardiac biomarker alterations and gray matter decline. Circ Res 126(6):750–764PubMedPubMedCentralCrossRef
32.
Zurück zum Zitat Murase S, Inui K, Nosaka S (1994) Baroreceptor inhibition of the locus coeruleus noradrenergic neurons. Neuroscience 61(3):635–643PubMedCrossRef Murase S, Inui K, Nosaka S (1994) Baroreceptor inhibition of the locus coeruleus noradrenergic neurons. Neuroscience 61(3):635–643PubMedCrossRef
33.
Zurück zum Zitat Nei M, Ho RT, Abou-Khalil BW et al (2004) EEG and ECG in sudden unexplained death in epilepsy. Epilepsia 45(4):338–345PubMedCrossRef Nei M, Ho RT, Abou-Khalil BW et al (2004) EEG and ECG in sudden unexplained death in epilepsy. Epilepsia 45(4):338–345PubMedCrossRef
34.
Zurück zum Zitat Nishijima H, Ueno T, Kon T et al (2017) Effects of duloxetine on motor and mood symptoms in Parkinson’s disease: an open-label clinical experience. J Neurol Sci 375:186–189PubMedCrossRef Nishijima H, Ueno T, Kon T et al (2017) Effects of duloxetine on motor and mood symptoms in Parkinson’s disease: an open-label clinical experience. J Neurol Sci 375:186–189PubMedCrossRef
35.
Zurück zum Zitat Nolte CH, von Rennenberg R, Litmeier S et al (2020) PRediction of acute coronary syndrome in acute ischemic StrokE (PRAISE)—protocol of a prospective, multicenter trial with central reading and predefined endpoints. BMC Neurol 20(1):318PubMedPubMedCentralCrossRef Nolte CH, von Rennenberg R, Litmeier S et al (2020) PRediction of acute coronary syndrome in acute ischemic StrokE (PRAISE)—protocol of a prospective, multicenter trial with central reading and predefined endpoints. BMC Neurol 20(1):318PubMedPubMedCentralCrossRef
36.
Zurück zum Zitat Palma J‑A, Benarroch EE (2014) Neural control of the heart: recent concepts and clinical correlations. Neurology 83(3):261–271PubMedCrossRef Palma J‑A, Benarroch EE (2014) Neural control of the heart: recent concepts and clinical correlations. Neurology 83(3):261–271PubMedCrossRef
37.
Zurück zum Zitat Park H‑D, Bernasconi F, Salomon R et al (2018) Neural sources and underlying mechanisms of neural responses to heartbeats, and their role in bodily self-consciousness: an intracranial EEG study. Cereb Cortex 28(7):2351–2364PubMedCrossRef Park H‑D, Bernasconi F, Salomon R et al (2018) Neural sources and underlying mechanisms of neural responses to heartbeats, and their role in bodily self-consciousness: an intracranial EEG study. Cereb Cortex 28(7):2351–2364PubMedCrossRef
38.
Zurück zum Zitat Park H‑D, Blanke O (2019) Heartbeat-evoked cortical responses: underlying mechanisms, functional roles, and methodological considerations. Neuroimage 197:502–511PubMedCrossRef Park H‑D, Blanke O (2019) Heartbeat-evoked cortical responses: underlying mechanisms, functional roles, and methodological considerations. Neuroimage 197:502–511PubMedCrossRef
39.
Zurück zum Zitat Park H‑D, Tallon-Baudry C (2014) The neural subjective frame: from bodily signals to perceptual consciousness. Philos Trans R Soc Lond, B, Biol Sci 369(1641):20130208CrossRef Park H‑D, Tallon-Baudry C (2014) The neural subjective frame: from bodily signals to perceptual consciousness. Philos Trans R Soc Lond, B, Biol Sci 369(1641):20130208CrossRef
40.
Zurück zum Zitat Sambati L, Calandra-Buonaura G, Doria A et al (2015) Diagnosis and management of autonomic failure in neurodegenerative disorders. Eur Neurol 73(1-2):126–133PubMedCrossRef Sambati L, Calandra-Buonaura G, Doria A et al (2015) Diagnosis and management of autonomic failure in neurodegenerative disorders. Eur Neurol 73(1-2):126–133PubMedCrossRef
41.
Zurück zum Zitat Silva AR, Magalhães R, Arantes C et al (2019) Brain functional connectivity is altered in patients with Takotsubo syndrome. Sci Rep 9(1):4187PubMedPubMedCentralCrossRef Silva AR, Magalhães R, Arantes C et al (2019) Brain functional connectivity is altered in patients with Takotsubo syndrome. Sci Rep 9(1):4187PubMedPubMedCentralCrossRef
42.
Zurück zum Zitat Tallon-Baudry C, Campana F, Park H‑D et al (2018) The neural monitoring of visceral inputs, rather than attention, accounts for first-person perspective in conscious vision. Cortex 102:139–149PubMedCrossRef Tallon-Baudry C, Campana F, Park H‑D et al (2018) The neural monitoring of visceral inputs, rather than attention, accounts for first-person perspective in conscious vision. Cortex 102:139–149PubMedCrossRef
43.
Zurück zum Zitat Templin C, Ghadri JR, Diekmann J et al (2015) Clinical features and outcomes of Takotsubo (stress) cardiomyopathy. N Engl J Med 373(10):929–938PubMedCrossRef Templin C, Ghadri JR, Diekmann J et al (2015) Clinical features and outcomes of Takotsubo (stress) cardiomyopathy. N Engl J Med 373(10):929–938PubMedCrossRef
44.
Zurück zum Zitat Thayer JF (2007) What the heart says to the brain (and vice versa) and why we should listen. Psihologijske Teme 16:241–250 Thayer JF (2007) What the heart says to the brain (and vice versa) and why we should listen. Psihologijske Teme 16:241–250
45.
Zurück zum Zitat Thayer JF, Ahs F, Fredrikson M et al (2012) A meta-analysis of heart rate variability and neuroimaging studies: implications for heart rate variability as a marker of stress and health. Neurosci Biobehav Rev 36(2):747–756PubMedCrossRef Thayer JF, Ahs F, Fredrikson M et al (2012) A meta-analysis of heart rate variability and neuroimaging studies: implications for heart rate variability as a marker of stress and health. Neurosci Biobehav Rev 36(2):747–756PubMedCrossRef
46.
Zurück zum Zitat Thayer JF, Lane RD (2009) Claude Bernard and the heart-brain connection: further elaboration of a model of neurovisceral integration. Neurosci Biobehav Rev 33(2):81–88PubMedCrossRef Thayer JF, Lane RD (2009) Claude Bernard and the heart-brain connection: further elaboration of a model of neurovisceral integration. Neurosci Biobehav Rev 33(2):81–88PubMedCrossRef
47.
Zurück zum Zitat Wittstein IS, Thiemann DR, Lima JAC et al (2005) Neurohumoral features of myocardial stunning due to sudden emotional stress. N Engl J Med 352(6):539–548PubMedCrossRef Wittstein IS, Thiemann DR, Lima JAC et al (2005) Neurohumoral features of myocardial stunning due to sudden emotional stress. N Engl J Med 352(6):539–548PubMedCrossRef
Metadaten
Titel
Interaktionen zwischen Gehirn und Herz
verfasst von
Sarah Deking
Prof. Dr. Jan Liman
Publikationsdatum
17.08.2021
Verlag
Springer Medizin
Erschienen in
Der Nervenarzt / Ausgabe 10/2021
Print ISSN: 0028-2804
Elektronische ISSN: 1433-0407
DOI
https://doi.org/10.1007/s00115-021-01170-5

Weitere Artikel der Ausgabe 10/2021

Der Nervenarzt 10/2021 Zur Ausgabe

Passend zum Thema

ANZEIGE

Leitlinien-Update und neue Pocket-Leitlinie vorgestellt von Prof. Möllmann

Die neue Leitlinie zur Behandlung von Herzklappenerkrankungen der European Society of Cardiology (ESC) und der European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS) ist ab jetzt als deutschsprachige Pocket-Leitlinien abrufbar. Die wichtigsten Neuerungen des Updates finden Sie hier von Prof. Dr. Helge Möllmann aus Dortmund für Sie zusammengefasst.

ANZEIGE

Expertenrat: Wer profitiert vom Vorhofohr-Verschluss

Der interventionelle Verschluss des linken Vorhofohrs ist eine in den Leitlinien empfohlene Alternative zur oralen Antikoagulation bei Menschen mit Vorhofflimmern. Bei welchen Patientinnen und Patienten Sie konkret an diese Alternative denken sollten – dazu gibt Kardiologe PD Dr. Zisis Dimitriadis alltagstaugliche Tipps.

ANZEIGE

Abbott Structural Heart

Content Hub

Wir helfen Menschen mit Strukturellen Herzerkrankungen ihre Lebensqualität zu verbessern. Entdecken Sie unser einzigartiges Produktportfolio für ihre Patienten.

Abbott Medical GmbH