Ratten tun es nie, Mäuse und Kaninchen auch nicht. So schlecht kann den Viechern gar nicht werden. Robert Stern muß seine Versuche mit Menschen machen. Denn Homo sapiens kotzt. Nach dem Genuß verdorbener Speisen, nach Festtagsvöllerei oder Saufgelagen. Er würgt im Auto oder Flugzeug, auf schlingernden Dampfern hängt er über der Reling. Bei vielen Frauen kündigt der Brechreiz Schwangerschaften fast so zuverlässig an wie ein Hormontest. Auch auf Krebsstationen kämpfen Patienten nach einer Chemotherapie gegen Übelkeit.

Sterns Experimente sind zum Kotzen, obwohl er es vorzieht, wenn man es vermeidet. "Ich erforsche Übelkeit, nicht Erbrechen", bittet der Forscher von der Pennsylvania State University sich aus. "Bevor meine Probanden erbrechen müssen, schalte ich die Maschine ab." Sein Instrumentarium wirkt harmlos: ein bequemer Stuhl, auf dem das freiwillige Opfer sitzt, und eine große Metalltrommel, die über den Kopf gesenkt wird. Innen ist die Trommel mit schwarzweißen Streifen bemalt. Auf Knopfdruck beginnt sie sich zu drehen - und binnen Minuten dreht sich auch der Magen.

In Wahrheit ist die Sache komplizierter, die Brechforschung birgt ungelöste Rätsel zuhauf: Wie funktioniert der Brechreflex genau, wer führt das Kommando, Hirn, Darm oder Magen? Wozu dient die Übelkeit, mit der sich die Magenentleerung ankündigt? Warum wird Menschen schlecht, die zwar gesund speisen, das aber auf einem schwankenden Dampfer tun? Und wie konnte die Evolution typische Reisekrankheiten für Schiffe, Autos, Flugzeuge oder gar Raumfähren erfinden? Als Schutz vor unchristlicher Raserei?

Die eher bescheidenen Erkenntnisse der Forschung haben bislang vor allem enthüllt, daß Übelkeit und Erbrechen den Menschen zwar oft im Verbund plagen, aber durch verschiedene Prozesse im Körper hervorgerufen werden. Das flaue Gefühl im Gedärm und die Vorwärtsentleerung des Magens sind unabhängige Vorgänge. Und das Hirn spielt eine Hauptrolle bei beiden. Schon zur Frage, welche biochemischen Regelkreise den Brechreflex steuern, ist die Datenlage mau. Gesichert scheint, daß Botenstoffe wie Serotonin, Dopamin und das Eiweißmolekül Substanz P zum Brechen verhelfen, zudem gibt es direkte Meldungen des peripheren Nervensystems an das Brechzentrum im Hirn. Diesem wird über den Vagusnerv gemeldet: Achtung, Gift im Essen. Und schon fühlt sich der Magen flau. Offenbar sendet das Verdauungssystem die Signalmoleküle Serotonin und Dopamin als Alarmmeldung aus, wenn seine Zellen durch Gifte im Essen attackiert werden.

Schnell gelangt der Botenstoff Serotonin zum Vagusnerv, der die Botschaft ins Hirn leitet. Im Stammhirn empfangen zwei Nervenknoten den Notruf: Die Serotonin-Signale gelangen zum eigentlichen Brechzentrum (dem Nucleus tractus solitarius, NTS). In direkter Nachbarschaft liegt die Area postrema, sie empfängt die Giftwarnung durch Botenstoffe wie Dopamin und leitet sie sofort zum NTS weiter. Sind beide Hirnzentren erregt, ist die Flucht zur nächsten Schüssel oder ins Freie dringend indiziert. Rätselhaft ist die Rolle eines dritten, seit langem bekannten Hirnbotenstoffs, der Substanz P. Welche andere Nervenbahnen und Signalmoleküle sonst noch Übelkeit verschaffen, sollen Sterns Kotzmaschine, Hirnuntersuchungen mit Computertomographen, Tierversuche und Pillentests zeigen.

Die Pharmaindustrie erhofft sich von den Ergebnissen Aufschluß, wie neue Medikamente gegen Übelkeit aussehen müßten. Vor allem in der Krebstherapie gelingt es immer noch nicht, die gefürchteten Nebenwirkungen der Chemotherapie oder Strahlenbehandlung vollständig zu stoppen. Medikamente, die den Botenstoff Serotonin teilweise ausbremsen, brachten Anfang der achtziger Jahre den Patienten erste Erleichterung. "Die Medikamente waren eine Revolution für die Lebensqualität von Krebspatienten", sagt der Physiologe Paul Andrews von der St. George's Hospital Medical School in London. Zuverlässig unterdrücken diese Präparate jedoch nur das akute Erbrechen während des ersten Tages nach einer Chemo- oder Strahlentherapie. Gegen verzögerte Brechanfälle der Krebskranken, die oft Tage später auftreten, helfen die Serotonin-Blocker kaum - ebensowenig wie gegen Übelkeitsgefühle bei Reisekrankheit.

Vielleicht bringen neue Wirkstoffe aus den Pharmaküchen die Lösung: Derzeit werden sogenannte NK-1-Antagonisten getestet, die das Botenmolekül Substanz P blockieren. Nach ersten Ergebnissen unterbinden sie das späte, aber nicht das akute Erbrechen von chemotherapierten Patienten. Manche Mediziner hoffen seither, mit Kombinationen aus Serotonin- und NK-1-Blockern die üblen Nebenwirkungen der Krebsbehandlung in den Griff zu bekommen.