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Eine neue Methode zum Studium des Faserverlaufs im
Centralnervensystem.Von
Dr. Sigm Freud,
Secundararzt am Wiener Allgemeinen Krankenhause.
In dem Buche „Die Leitungsbahnen im Gehirn und Rückenmark des Menschen
u. s. w. 1876“ giebt F l e c h s i g eine Methode der Goldimprägnation
an, welche ich wegen ihrer nahen Beziehung zu dem Gegenstande dieser
Mittheilung mit den eigenen Worten des Autors citiren will.„Das zu untersuchende Organ (Rückenmark, Oblongata u. s. w.) wird in
einer 1procentigen Lösung von Ammonium bichromicum erhärtet. Sobald
es eben schnittfähig geworden (welcher Zeitpunkt, wie oben erwähnt, beim
Rückenmark älterer Foeten und Neugeborener mitunter bereits am sechsten
Tage eingetreten) werden die Schnitte angefertigt und nach kurzem Abspülen
in Aq. destill. in eine ½procentige Lösung von Goldchlorid gebracht. Sie
verweilen hier ¼–½ Stunde lang; dann werden sie wieder in destillirtem
Wasser abgewaschen und in eine bis 10procentige Lösung von Natron causticum
gelegt. Sehr bald, mitunter fast augenblicklich färbt sich die weisse Substanz
dunkelviolett, die graue ist scheinbar ungefärbt. Nach mehrstündigem,
bez. mehrtägigem Verweilen wird das Praeparat wieder in destillirtem Wasser
kurz abgespült, hierauf kurze Zeit in Alkohol, später in reines Nelkenöl gelegt
und in Canadabalsam eingeschlossen.“„Ist das Praeparat zur Zufriedenheit gelungen, so erscheinen lediglich
die Nervenfasern violett gefärbt, ganz besonders deutlich aber heben sich
die markhaltigen heraus. Alle anderen Gewebselemente sind hell durchscheinend,
zeigen höchstens einen schwachgelben Ton, zum Theil sind sie
zerstört … Wir sehen uns noch nicht in der Lage, genaue Vorschriften zu
geben, welche ein unbedingtes Gelingen der Operation garantiren, da dieS.
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Momente, welche besonders günstig oder ungünstig einwirken, uns
noch nicht genau bekannt sind; wir sind in dieser Hinsicht noch mit Untersuchungen
beschäftigt …“1In seinen späteren Arbeiten scheint F l e c h s i g auf die Anwendung
dieser Methode verzichtet zu haben; auch ist mir keine Untersuchung eines
Anderen bekannt, welche mit Hülfe derselben ausgeführt worden wäre. Als
ich im Herbst 1883 die Untersuchung des Faserverlaufs in der Oblongata
des menschlichen Foetus in Angriff nahm, wobei mir die gebräuchlichen
Färbungsmethoden, selbst die We i g e r t ’sche – letztere vielleicht nur
in Folge mangelnder Uebung – den Dienst versagten, versuchte ich auch
F l e c h s i g ’s Verfahren, welches sich mir ebenso wie dem Urheber als unverlässlich,
aber sehr werthvoll im Falle des Gelingens erwies. Ich konnte
aber in Anlehnung an F l e c h s i g ’s Methode eine neue finden, welche ich
hier zunächst in ihren Hauptzügen mittheilen und sodann mit Rücksicht auf
Cautelen und Modificationen besprechen will.2D i e M e t h o d e . Feine Schnitte des in doppeltchromsaurem Kali
gehärteten Praeparates werden kurz in destillirtem Wasser abgespült, um sie
vom Alkohol, mit welchem das Messer des Mikrotoms befeuchtet war, zu
befreien, sodann in ein Uhrschälchen mit 1procentiger Goldchloridlösung
gebracht und 3–5 Stunden darin belassen. Sodann werden sie mit einem
reinen Holzstift herausgehoben, in destillirtem Wasser gewaschen und in ein
Schälchen mit starker Natronlauge (1 Theil Natron causticum fusum auf
5–6 Theile Wasser) gebracht, in welchem sie meist sofort durchscheinend
werden. Sie bleiben darin nur 3 Minuten, werden dann abermals mit Holzstiften
herausgehoben und an Filtrirpapier angehalten, so dass einige Tropfen
der Lauge abfliessen. Selbst grosse und dünne Praeparate erleiden durch
die dabei unvermeidliche Faltung und Zusammenrollung keinen Schaden.
Die von Lauge durchtränkten Schnitte werden nun in ein Schälchen mit
10–12procentiger Jodkaliumlösung gebracht, in welcher sie sich ausbreiten
und eine zarte, allmählich in dunklere Nuancen übergehende Rothfärbung
annehmen. Nach 5–15 Minuten ist die Färbung vollendet. Wenn man das
betreffende Praeparat noch nicht erprobt hat, thut man gut, nach den ersten
5 Minuten einen Schnitt auf den Objectträger zu bringen und in der alkali-
schen Jodkaliumlösung anzusehen. Treten die Fasern in dunkler Färbung auf
lichtrothem Grunde hervor, so wird der Schnitt auf dem Objectträger durch
sanftes Auflegen von Filtrirpapier getrocknet, durch1 A. a. o. S. 261ff.
2 Meinem Freunde und Collegen Hrn. Dr. S. L u s t g a r t e n bin ich für vielfache
Rathschläge während meiner methodischen Versuche zu Dank verpflichtet.S.
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Eintauchen des Objectträgers in eine Schale mit destillirtem Wasser frei
gemacht, das Wasser sodann gewechselt, die Schnitte mittels eines Spatels
und Pinsels zuerst in schwächeren dann in starken Alkohol gebracht und
nach kurzem Verweilen in Alkohol nach den bekannten Methoden aufgehellt
und eingeschlossen. So behandelte Praeparate zeigen im Allgemeinen die
groben und feinen markhaltigen Fasern in ausgezeichneter Deutlichkeit
dunkelrothbraun bis schwarz auf lichtrothem, oder blau auf ungefärbtem
Grunde.D i e H ä r t u n g d e s P r a e p a r a t e s . Die Stücke vom Gehirn
und Rückenmark, an denen ich das beschriebene Verfahren angewendet habe,
waren in E r l i c k i ’scher Flüssigkeit (2½ Theile doppelchromsaures Kali
und ½ Kupfervitriol auf 100 Theile Wasser) gehärtet. Man darf erwarten,
dass die Färbung auch bei Erhärtung in anderen Chromsalzlösungen gelingt.
Nachhärtung in Alkohol ist ganz unschädlich, dagegen sind Praeparate, die
durch zu langes Verweilen in der Härtungsflüssigkeit anfangen brüchig zu
werden, durchaus ungeeignet für die beschriebene Behandlung. Man geht am
sichersten, wenn man die Stücke, sobald sie eben schnittfähig geworden, aus
der Härtungsflüssigkeit in Alkohol überträgt. So behandelte Praeparate färben
sich selbst, wenn sie durch die Einwirkung des Alkohols grün geworden
sind. Praeparate, die ausschliesslich in Alkohol gehärtet worden sind, färben
sich zwar, geben aber keine befriedigende Differenzirung.D e r E i n f l u s s d e r G o l d l ö s u n g . Die Stärke der Goldlösung
und die Dauer ihrer Einwirkung sind wichtige Bedingungen für das
vollkommene Gelingen der Praeparate. Meine Versuche zur Abänderung
beider Factoren haben mich immer wieder zur 1procentigen Lösung von
Goldchlorid und zur 3–5stündigen Einwirkung derselben zurückgeführt.
Wer sparen will, kann mit schwächeren Lösungen bei entsprechend längerer
(z. B. 1/10% bei 10stündiger) Einwirkung, dasselbe erreichen, doch
nicht mit jener Sicherheit, die zur Anfertigung von grossen Schnittreihen
unerlässlich ist. Waren die Schnitte, ehe sie in die Goldlösung kamen, gut
ausgewaschen, so tritt in letzterer auch niemals Häutchen- oder Nieder-
schlagbildung ein, und dieselbe Lösung kann wiederholt zu Färbungen benutzt
werden.Ich kann zwei Modificationen der beschriebenen Methode angeben,
welche beide ebenso verlässlich und allgemein anwendbar sind, von denen
die eine, jetzt von mir ausschliesslich geübte, grosse Vortheile, die andere
gewisse Nachtheile hat. Die erste dieser Modificationen besteht darin, die
1procentige wässerige Lösung mit dem gleichen Volumen starken (94%)
Alkohol zu mischen. Für Praeparate, welche die Färbung leicht annehmen,
kann auch eine Mischung der 1procentigen wässerigen GoldchloridlösungS.
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mit zwei Theilen Alkohol von Nutzen sein. Praeparate, die mit diesen
Flüssigkeiten behandelt sind, zeigen eine bei weitem schärfere Differenz
der Färbung von Fasern und Untergrund als die leicht im Ganzen zu
dunkel gerathenden Praeparate aus wässeriger Goldchloridlösung; auch zeigen
sie mehr feinste markhaltige Fasern als die letzteren. Der Zusatz von
Alkohol zur Goldlösung ist eines der Mittel, durch welche die sonst vom
Praeparat abhängige Nüance der Färbung beeinflusst werden kann. Doch ist
hervorzuheben, dass an gleich behandelten Schnitten desselben Praeparates
die schwarze, rothe und blaue Färbung der Fasern nicht etwa in regellosem
Durcheinander auftritt, sondern dass Abänderungen der Faserfärbung fast
immer Winke für die Zusammengehörigkeit und den Entwickelungszustand
der Fasersysteme geben, denen sie als constante Eigenthümlichkeit zukommen.
Insbesondere die alkoholischen Goldlösungen ertheilen den Fasern
solche gleichmässige und verwerthbare Färbungsunterschiede.Die zweite dieser Modificationen beabsichtigt, die Dauer der Herstellung der
Praeparate abzukürzen, und hat ihr Vorbild in einem von O b e r s t e i n e r
für die Carminlösung empfohlenen Verfahren. Dampft man eine der empfohlenen
Goldlösungen über einer Gasflamme etwa 15 Minuten bis auf 2/3 ihres Volumens
ein, so zeigen sich die darin enthaltenen Schnitte ebenfalls zur Färbung
nach den angegebenen Vorschriften geeignet. Die Concentration der Goldlösung
kommt bei diesem Verfahren weniger in Betracht; gegen den Vortheil der Zeitersparniss
fällt in’s Gewicht, dass man den Erfolg nicht ganz in der Hand hat und
nur schwer feinen Goldniederschlägen auf dem Praeparate entgeht.D i e E i n w i r k u n g d e r a n d e r e n R e a g e n t i e n . Stärke
und Einwirkungsdauer der Natronlauge sind innerhalb weiterer Grenzen
Einwirkung der Lauge erschwert die später nothwendige Behandlung der
Praeparate. Manche Praeparate vom Erwachsenen zeigen schon in der Lauge
den Beginn einer Färbung, was für die weitere Behandlung gleichgiltig ist.Die Stärke der Jodkaliumlösung ist mit Rücksicht auf möglichst rasche
Reduction der im Praeparat enthaltenen Goldverbindung gewählt. In 2procentigen
Lösungen erfolgt dieselbe zu langsam, in 25procentigen bilden sich
Niederschläge und nimmt der Grund der Praeparate eine tiefblaue Färbung
an. Zumeist reichen 5–15 Minuten zur Erreichung der besten Färbung hin.
Längerer Aufenthalt in Jodkaliumlösung verstärkt die Färbung, erschwert
aber das späterhin nothwendige Entlaugen mancher Praeparate. Zur Sichtbarmachung
der E x n e r ’schen Fasern in der Grosshirnrinde bedurfte es
bei meinen Praeparaten einer mehrstündigen EinwirkungS.
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der Jodkaliumlösung, doch mögen weniger lange gehärtete Praeparate sich anders
verhalten.Es ist im Allgemeinen vortheilhaft, möglichst wenig Lauge mit den
Praeparaten in die Jodkaliumlösung zu bringen und dieselbe nach 10 bis
25 Praeparaten zu erneuern. Für das Gelingen der Färbung ist es durchaus
nöthig, die angegebene Reihenfolge der Reagentien festzuhalten. Ein
Praeparat, das aus Goldchlorid in Jodkalium gebracht wird, bräunt sich daselbst,
erbleicht wieder in Lauge und lässt dann mehr keine Reduction der
Goldverbindung zu. Ebensowenig Erfolg würde man haben, wollte man die
successive Einwirkung von Lauge und Jodkalium durch die Einwirkung einer
alkalisch gemachten Jodkaliumlösung ersetzen. Welches der chemische Hergang
bei der beschriebenen Goldimprägnation ist, weiss ich nicht anzugeben;
ich vermuthe, dass es sich um Bildung und rasche Zersetzung einer Goldjodkaliumverbindung
bei Gegenwart und durch die Einwirkung von Lauge
handelt. Dafür spricht auch folgende Thatsache: Bringt man zu einer wässerigen
Lösung von Jodkalium tropfenweise Goldchlorid, so entsteht zunächst
ein brauner Niederschlag, der sich alsbald auflöst, während die Bräunung der
Flüssigkeit und der sich entwickelnde Geruch das Freiwerden von Jod anzeigen.
Setzt man jetzt Natronlauge zu, so entfärbt sich die Flüssigkeit wieder
und beginnt nach einiger Zeit Gold als feines schwarzes Pulver abzuscheiden.
Man kann diese Reaction zur Verstärkung der Färbung solcher Praeparate
verwerthen, welche wegen ungenügender Einwirkung der Goldlösung oder
wegen allzulanger Einwirkung der Chromsalze sich gegen das beschriebene
Verfahren widerspenstig erweisen. Man setzt zur Jodkaliumlösung, in der
dieselben sich befinden, einige Tropfen Goldchlorid zu und entfärbt dann
durch einen Tropfen Lauge, wenn die Entfärbung nicht spontan nach einigen
Minuten eingetreten ist. Man muss die Praeparate dann entfernen, wenn die
Bildung des schwarzen Niederschlags in der Flüssigkeit beginnt.D a s E n t l a u g e n d e r P r a e p a r a t e . Das Centralnervensystem der
Neugeborenen und der älteren Embryonen (es standen mir nur
menschliche Früchte von 5 Monaten aufwärts zur Verfügung) ist das dankbarste
Object für die Anwendung der beschriebenen Methode; gelungene
Praeparate erfordern aber eine strenge Einhaltung der hierfür gegebenen
Vorschriften, während Praeparate aus dem Centralnervensystem des Erwachsenen
auch bei loserer Handhabung des Verfahrens und mannigfachen
Abänderungen desselben gute Färbungen zulassen. Die Herstellung von
Praeparaten des Erwachsenen wird insbesondere dadurch erleichtert, dass
die Schnitte aus der reducirenden alkalischen Jodkaliumlösung in Wasser
und in Alkohol gebracht werden können, ohne dass man eine Verunstaltung
derselben durchS.
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Quellung und Schrumpfung zu befürchten brauchte.
Bei den Praeparaten vom Neugeborenen und Embryo ist es dagegen nicht
gestattet, die in ihnen enthaltene Lauge durch Auswaschen in Wasser zu entfernen,
weil die verdünnte Lauge, die dann gebildet würde, ungleichmässige
Quellung und später ungleichmässige Schrumpfung in Alkohol herbeiführt.
Die Schnitte müssen vielmehr einzeln auf Objectträger gebracht und dort
durch sanftes Anlegen von Filtrirpapier getrocknet werden. Bei besonders
weichen und dünngeschnittenen Praeparaten ist auch dieses Verfahren nicht
anwendbar, weil das Gewebe des Papiers Eindrücke auf dem Praeparate zurücklässt.
Es bleibt dann nichts übrig, als durch seitliches Anlegen des Filtrirpapiers
die in den Schnitten befindliche Lauge aufzusaugen. Gut gehärtete
Praeparate ertragen zumeist das Auflegen von Filtrirpapier; überhaupt macht
das Entlaugen der Praeparate um so weniger Schwierigkeiten, je kürzere Zeit
die Reduction in Jodkalium in Anspruch genommen hat. Dieser Theil des
Verfahrens ist bei weitem der mühsamste und zeitraubendste. Es wäre möglich,
dass die Behandlung der Schnitte auf dem Objectträger, wie sie neuerdings
für Schnittreihen geübt wird, auch bei der Anwendung dieser Methode
durchführbar ist, und dass bei solcher Modification des Verfahrens viel Zeit
und Mühe erspart werden kann.E i g e n t h ü m l i c h k e i t e n u n d L e i s t u n g e n d i e s e r
M e t h o d e . Das Fehlschlagen aus unbekannten Gründen, wie es bei anderen
Vergoldungsverfahren den Histologen oft Anlass zur Klage giebt, kann
der hier mitgetheilten Methode nicht zum Vorwurf gemacht werden. Ist ein
Praeparat überhaupt für die Anwendung derselben geeignet, so kann man mit
aller Bestimmtheit darauf rechnen, beliebig grosse Schnittreihen gleichmässig
gefärbter Praeparate herzustellen. Ich kann leider nicht angeben, dass die Bilder,
welche die hier mitgetheilte Methode ergiebt, unveränderlich seien. Nach
mehreren Monaten zeigen die meisten Schnitte einen feinkörnigen Niederschlag,
der übrigens die Untersuchung selbst bei H a r t n a c k Obj. 6 nicht
beeinträchtigt, einzelne aber auch ein fleckweises oder an den Rändern beginnendes
Ausbleichen. Da andererseits ganze Reihen von Praeparaten von
letzterer Veränderung nichts zeigen, vermuthe ich, dass die unvollständige
Entfernung der Lauge bei nur kurzem Aufenthalte in Alkohol, den ich sonst
als empfehlenswerth angegeben habe, an dieser Veränderlichkeit Schuld trägt.
Demnach hoffe ich diesen Mangel der Methode beseitigen zu können.Als Vorzüge der Methode sind zweierlei hervorzuheben: Erstens die
überraschende Deutlichkeit, mit welcher die Faserzüge dunkel auf hellem
Grunde gezeichnet erscheinen, und die insbesondere bei schwachen und mittelstarken
Vergrösserungen die Arbeit des Hirnanatomen zu einer be-S.
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quemeren und sicheren macht, während bei stärkeren Vergrösserungen die
einzelnen Fasern so scharf gesondert sichtbar sind, dass man versucht ist, sie
zu zählen. Aehnlich scharf treten die Faserzüge auch an Praeparaten hervor,
die nach Behandlung mit Chlorpalladium durch Goldchloridkalium gefärbt
sind, doch sind die letzteren für stärkere Vergrösserungen unbrauchbar,
bei denen es sich zeigt, dass ihre Zeichnung durch grobe Niederschläge zu
Stande kommt, welche den Verlauf der Faserzüge nachahmen.3Ein zweiter Vorzug der Methode ist das Sichtbarwerden sehr feiner markhaltiger
Fasern, welche an Carminpraeparaten nicht erkannt werden kön-
der Methoden von E x n e r und We i g e r t übersehen. In Beziehung auf
die Darstellung dieser Fasern scheint unsere Methode der E x n e r ’schen
Osmium-Ammoniak-Behandlung nachzustehen, der We i g e r t ’schen
Fuchsinfärbung mindestens gleichzukommen. Solche feine Fasern zeigen
sich überall in der grauen Substanz, formiren ein feines Strickwerk um die
Querschnitte im motorischen Feld der Oblongata, ein anderes in der vorderen
Brückenabtheilung, seitlich von der Raphe und den Längsfasern derselben
parallel u. s. w.An Schnitten aus dem Centralorgan des Erwachsenen färben sich auch
die Nervenzellen und deren Fortsätze (obwohl gewisse Zellen, wie die in der
Hirnrinde nicht), und das Bild enthält eine solche Fülle von stärkeren und
feineren Fasern, dass es eigentlich mehr bietet, als die Beobachtung aufzufassen
vermag. Besondere Vortheile bieten dagegen Praeparate von Neugeborenen
und Embryonen, an denen zumeist auch die Nervenzellen ungefärbt
sind, und das Faserungsbild in grösster Schärfe dunkel auf hellerem Grunde
hervortritt, in welchem Gefässe, zellige Elemente und Neuroglia wegen ihrer
gleichmässigen schwachen Färbung der Beobachtung entzogen sind. Diesem
Faserungsbilde sind ferner zwei Anhaltspunkte für die Zusammengehörigkeit
der Fasern zu entnehmen. Zunächst färben sich alle bereits markhaltigen
Bündel (wie Wurzelbahnen, Hinterstränge, hintere Längsbündel u. s. w.)
dunkelrothbraun bis schwarz, während weniger entwickelte Fasermassen in
lichterem Roth erscheinen; sodann nehmen manche Fasermassen (wie die
Pyramiden u. s. w.) überhaupt nur schwer die Färbung an und fallen darum
an den meisten Praeparaten aus dem Bilde aus. Der Vergleich solcher Praeparate
mit anderen, an denen auch diese Fasersysteme gefärbt sind, und mit
entsprechenden Abschnitten des Erwachsenen ist ein überaus lehrreicher.
Die Histologie zählt so viele Methoden, die sich nur in den Händen ihrer
Erfinder als brauchbar erwiesen haben, dass ich mich zur Mittheilung1 Ich konnte nicht in Erfahrung bringen, von wem dieses immerhin gut brauchbare
Verfahren zuerst angegeben worden ist.S.
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aller, selbst kleinlicher Vorschriften entschlossen habe, um dieser Methode
ein ähnliches Schicksal zu ersparen. Es erübrigt nur noch aufmerksam zu
machen, dass die Reduction der in den thierischen Zellen gebildeten Goldverbindung
durch Lauge und Jodkalium eine allgemein anwendbare Reaction
ist, die bei entsprechender Abänderung des Verfahrens das Studium der Nerven
auch in anderen Organen erleichtern könnte.Hrn. Prof. Th. M e y n e r t , welcher mir für meine Arbeiten die Mittel
seines Institutes mit grösster Liberalität zur Verfügung gestellt hat, bin ich
zu wärmstem Danke verpflichtet.
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