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Montag, 20.10.2014
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"Sanduhr" im Gehirn steuert unsere Pausen

Zwei Hirnareale protokollieren unsere Anstrengung mit und geben inneres Signal zur Arbeitspause

Wir spüren instinktiv, wann wir eine Pause benötigen, wenn wir uns von einer Anstrengung, ob geistig oder körperlich, erholen müssen. Aber woher kommt dieses Gefühl? Was sagt uns, wann wir pausieren müssen? Französische Forscher haben jetzt erstmals diesen internen Taktgeber für Arbeit und Erholung in unserem Gehirn aufgespürt. Wie bei einer Art Sanduhr protokolliert dieses Signal unsere Anstrengung mit und schlägt bei Überschreiten einer Schwelle Alarm, wie die Forscher im Fachmagazin "Proceedings of the National Academy of Sciences" berichten.
Unser Gehirn bestimmt, wann wir eine Pause brauchen.

Unser Gehirn bestimmt, wann wir eine Pause brauchen.

Die Frage, wann wir unsere Arbeit unterbrechen sollten und wann wir nach einer Pause wieder fit sind, muss unser Gehirn jeden Tag aufs Neue lösen. Denn wir wissen ja nicht im Vorhinein, wie anstrengend unsere jeweilige Tätigkeit wird: "Wenn Menschen einen Kühlschrank die Treppe hochwuchten müssen, entscheiden sie ja nicht vorher, wie oft und wie lange sie unterwegs Pause machen", erklären Florent Meyniel von der Université Pierre et Marie Curie in Paris und seine Kollegen. Es muss daher etwas geben, das unsere jeweilige Anstrengung mitprotokolliert und dann Alarm schlägt, wenn es zu viel zu werden droht.

Erschöpfungs-Sanduhr im Gehirn?


Dass es einen Mechanismus gibt, der wie eine Art Sanduhr "Erschöpfungseinheiten" sammelt, vermutete schon Anfang des 20. Jahrhundert der Psychologe William James. Wird dann eine bestimmte Schwelle überschritten, löst dies den Wunsch nach einer Pause aus. Diese Schwelle aber, so postulierte der Forscher damals bereits, müsse flexibel sein. "Denn wenn es nötig ist, dass wir weitermachen, geschieht etwas Überraschendes: Die Erschöpfung nimmt nur bis zu einem gewissen kritischen Punkt zu, dann verschwindet sie wieder und wir bekommen eine Art zweiten Atem", beschreibt James das Phänomen.

Ob James mit seiner Vermutung richtig lag und wie diese Sanduhr neurophysiologisch aussehen könnte, haben Meyniel und seine Kollegen nun untersucht. Für ihre Studie baten sie 39 Probanden, einen Handgriff jeweils so stark und lange zu drücken wie sie konnten, während sie in einem Hirnscanner lagen. Ab einer bestimmten Druckstärke lief ein Zähler mit. Pro Zeiteinheit, die die Teilnehmer in dieser Intensität durchhielten, bekamen sie je nach Versuchsdurchgang entweder 10,20 oder 50 Cent Belohnung. Damit sollte getestet werden, welchen Einfluss die Motivation auf das Pausenbedürfnis hat, wie die Forscher erklären. Zudem lag die Druckschwelle, ab der der Zähler lief, ohne Wissen der Probanden bei den verschiedenen Durchgängen unterschiedlich hoch.

Wie vermutet, benötigten die Teilnehmer schneller eine Pause, wenn sie den Handgriff stärker drücken mussten, damit der Zähler lief. Eine höhere Belohnung brachte sie aber dazu, trotz Erschöpfung länger weiterzumachen. Spannend wurde es, als die Forscher die Aufnahmen des Hirnscanners auswerteten: Die funktionelle Magnetresonanztomografie (fMRT) ergab, dass während der Anstrengung zwei Gehirnregionen besonders aktiv waren, eine im Thalamus und eine in der hinteren Hirnrinde. "Beide Areale gehören zur sogenannten Schmerzmatrix und zu dem Netzwerk im Gehirn, das der Eigenwahrnehmung unseres Körpers dient", erklären die Wissenschaftler.

Motivation bremst Erschöpfungs-Signal


Zusätzliche Messungen mittels Magneto-Enzephalografie (MEG) enthüllten, dass beide Areale ein Signal aussenden, das im Laufe der Anstrengung stärker wird, in den Pausen aber allmählich wieder absinkt. Und noch etwas zeigte sich: Mussten sich die Probanden stärker anstrengen, stieg dieses Signal schneller an, waren sie dagegen durch eine höhere Belohnung besonders motiviert, stieg es trotz gleicher Anstrengung langsamer. "Damit haben wir ein Gehirnsignal entdeckt, das linear die Kosten während der Arbeit akkumuliert und sie in der Pause wieder abbaut", sagen Meyniel und seine Kollegen. Das entspreche gut dem Sanduhr-Modell von James. Es zeige auch, warum es unter bestimmten Umständen möglich sei, über die Grenzen hinaus zu gehen: Die Kostenkurve steige dann langsamer, trotz gleicher Mühen.

Noch wissen die Forscher nicht, welche Informationen aus dem Körper diese Hirnareale für ihr Signal auswerten – es könnte aus den Muskeln stammen oder eine Stoffwechselgröße sein. Unklar sei auch, wie dieses Signal genau mit unserer subjektiv empfundenen Erschöpfung zusammenhänge. Das muss nun in Folgestudien weiter ergründet werden. (Proceedings of the National Academy of Sciences, 2013; doi: 10.1073/pnas.1211925110)
(Proceedings of the National Academy of Sciences, 22.01.2013 - NPO)

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