Strandkrabben: Gehirne verarbeiten Schmerz differenziert

Krebstiere wirken nach außen zwar hart, doch möglicherweise sind sie im Inneren empfindlicher, als häufig angenommen wird.

Erstmals haben Forschende nachgewiesen, dass die Gehirne lebender Strandkrabben (Carcinus maenas) Schmerz differenziert verarbeiten können – abhängig davon, wie stark die Verletzung ist und an welcher Stelle sie auftritt.

Der Befund lässt die Möglichkeit offen, dass Krabben und verwandte Krebstiere tatsächlich Schmerz empfinden. Zwar sind weitere Untersuchungen erforderlich, doch Menschen könnten diesen Tieren unnötiges Leid zufügen, wenn sie sie lebendig kochen oder zerschneiden.

„Wir müssen weniger schmerzhafte Methoden finden, um Schalentiere zu töten, wenn wir sie weiterhin essen wollen“, argumentiert die Zoophysiologin Lynne Sneddon von der Universität Göteborg.

„Denn wir verfügen nun über wissenschaftliche Belege dafür, dass sie Schmerz sowohl erleben als auch darauf reagieren.“

Schmerzverarbeitung im Gehirn von Strandkrabben

Seit Langem diskutieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler darüber, was Schmerzempfinden eigentlich bedeutet. In den vergangenen Jahren vertraten einige Fachleute die Auffassung, dass Fische, Amphibien und Oktopusse schädliche Reize möglicherweise auf einer kognitiven Ebene verarbeiten, die historisch Wirbeltieren vorbehalten war.

So zeigte etwa eine Studie Anfang dieses Jahres, dass Strandkrabben angesichts elektrischer Schocks und grellen Lichts Anzeichen von Angst zeigten. Mit der Zeit lernten sie, diese Reize zu meiden. Das entspricht den Vorhersagen, wonach Krebstiere Schmerz erleben können. Skeptische Forschende argumentierten jedoch, es handle sich lediglich um Reflexe.

Schließlich können selbst Tiere mit einfachen Nervensystemen auf schmerzhafte Reize reagieren und lernen, ihnen auszuweichen. Das ist für das Überleben ausgesprochen wichtig. Solche Reaktionen gelten üblicherweise jedoch als unbewusst und werden durch das periphere Nervensystem ausgelöst.

Damit eine Schädigung „bewusst“ erkannt wird, muss sie durch ein zentralisiertes Nervensystem integriert werden. Genau dies könnte bei Strandkrabben möglich sein, wie die Forschenden nun gezeigt haben.

Elektroden erfassen Reaktionen auf schädliche Reize

Die Aktivität des Nervensystems der Krabben überwachten die Forschenden mit einem Gerät, das einem Elektroenzephalogramm (EEG) ähnelt, welches die elektrische Aktivität des menschlichen Gehirns über den Schädel aufzeichnet.

Dafür brachten sie Elektroden auf den Panzern der Krabben an und führten anschließend einen etablierten Schmerztest durch, der bei Wirbeltieren und Fischen verwendet wird.

Als eine unterschiedlich stark säurehaltige Form von Essig auf weiche Gewebe an mehreren Körperstellen der Krabben aufgetragen wurde, konnten die Wissenschaftler beobachten, wie Schmerzrezeptoren im peripheren Nervensystem Signale an Bereiche des Gehirns sendeten.

Je höher die Säurekonzentration ausfiel, desto stärker reagierte das zentrale Nervensystem der Krabben.

Wurden die Tiere statt mit einem chemischen Reiz mit einem schmerzhaften mechanischen Reiz angestoßen, zeigte ihr zentrales Nervensystem elektrische Aktivität mit noch höherer Amplitude. Diese war allerdings in einem anderen Muster kodiert.

Tatsächlich konnten die Forschenden allein anhand der Gehirnaktivität erkennen, ob eine Krabbe den chemischen oder den mechanischen Reiz verarbeitete.

Mechanischer Reiz noch nicht eindeutig eingeordnet

Ob die Gehirnreaktion auf den mechanischen Stoß durch Berührung oder durch Schmerz ausgelöst wurde, ist derzeit nicht geklärt.

Weitere Studien müssen die Einzelheiten klären. Dennoch zählt dies zu den ersten Experimenten, die elektrophysiologische Signale einsetzen, um bei einem lebenden Krebstier schmerzähnliche Reaktionen im gesamten Körper nachzuweisen.

Die Autoren hoffen, dass ihre Ergebnisse Maßnahmen zum Tierschutz beeinflussen können, damit das Leid der Tiere so gering wie möglich bleibt.

„Es steht außer Frage, dass alle Tiere eine Art Schmerzsystem benötigen, um Gefahren durch Meidung bewältigen zu können. Ich glaube nicht, dass wir alle Krebstierarten testen müssen, da sie eine ähnliche Struktur und damit ähnliche Nervensysteme besitzen“, sagt der Biologe Eleftherios Kasiouras von der Universität Göteborg.

„Wir können davon ausgehen, dass auch Garnelen, Flusskrebse und Hummer äußere Signale über schmerzhafte Reize an ihr Gehirn senden können, das diese Informationen verarbeitet.“

Die Studie wurde in Biology veröffentlicht.