Stimulierendes Medikament verschiebt Kosten-Nutzen-Wahrnehmung Hirndoping: Wie Ritalin in unserem Gehirn wirkt - scinexx | Das Wissensmagazin
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Hirndoping: Wie Ritalin in unserem Gehirn wirkt

Stimulierendes Medikament verschiebt Kosten-Nutzen-Wahrnehmung

Gehirn
"Hirndoping" mittels Ritalin funktioniert anders als gedacht. © metamorworks/ istock

Pharmakologischer Motivationsschub: Forscher haben herausgefunden, wie Ritalin im Gehirn wirkt – das Medikament, das häufig ADHS-Patienten verschrieben, aber auch zum Hirndoping missbraucht wird. Demnach steigert der Wirkstoff nicht direkt die kognitive Leistungsfähigkeit. Aber er erhöht den Dopaminspiegel und das verändert die Kosten-Nutzen-Kalkulation unseres Gehirns: Wir sind motivierter, uns geistig anzustrengen.

Patienten mit ADHS oder anderen kognitiven Störungen bekommen häufig den Wirkstoff Methylphendidat verschrieben. Das unter dem Namen Ritalin vermarktete Medikament soll ihnen unter anderem dabei helfen, sich besser konzentrieren zu können. Zunehmend nutzen aber auch völlig Gesunde dieses Mittel im Rahmen des „Hirndopings“, um ihr Gedächtnis oder allgemein ihre geistige Leistungsfähigkeit zu steigern.

Doch wie wirken solche Psychostimulanzien überhaupt? Bekannt ist, dass Ritalin und verwandte Medikamente tief in den Hirnstoffwechsel eingreifen. Sie hemmen die Wiederaufnahme von Neurotransmittern wie Dopamin – als Folge steigt die Konzentration dieser Botenstoffe im Gehirn. Mediziner wissen jedoch nicht genau, was dies auslöst: Steigern die erhöhten Dopaminwerte direkt die Leistungsfähigkeit oder sind womöglich indirekte Effekte für die beobachtete Wirkung verantwortlich?

Lohnt sich der Aufwand?

Dopamin spielt sowohl für Lernprozesse und das Arbeitsgedächtnis, als auch für Belohnungsgefühle und Motivation eine Rolle. Andrew Westbrook von der Brown University in Providence und seine Kollegen vermuten schon länger, dass letztere womöglich für die Wirkweise von Ritalin und Co verantwortlich sein könnten. So zeigen Studien: Mit höheren Dopaminwerten sind Menschen motivierter, körperlich anstrengende Tätigkeiten auszuführen.

Doch gilt dies auch für kognitiv herausfordernde Aufgaben? Die Wissenschaftler haben ein Modell entwickelt, das dies zumindest theoretisch plausibel macht. Demnach könnte Dopamin dazu führen, dass sich unser Gehirn bei Kosten-Nutzen-Rechnungen stärker auf den Nutzen fokussiert. „Die Kosten und Nutzen einer Tätigkeit abzuwägen, ist eine fundamentale Hirnfunktion, die oft unbewusst abläuft“, erklärt Amy Janes von der University of California in Los Angeles. Dies helfe dabei, Ressourcen sinnvoll einzusetzen.

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Dopaminspiegel im Blick

Ob ihre Theorie zum Einfluss des Dopamins auf diese Rechnung stimmt, haben Westbrook und seine Kollegen nun mithilfe eines Experiments überprüft. Für ihre Studie dokumentierten sie zunächst die natürliche Dopaminkonzentration im Stratium von 50 Erwachsenen im Alter zwischen 18 und 43 Jahren. Das Stratium im Gehirn ist ein wesentlicher Bestanteil neuronaler Schaltkreise, die das Zusammenwirken von Emotion, Motivation, Kognition und Bewegung steuern.

Im eigentlichen Experiment sollten die Probanden dann an einer Reihe von Kognitionstests teilnehmen. Dabei hatten sie die Wahl zwischen schwierigeren und leichteren Aufgaben – je nach Schwierigkeitsgrad wurden ihnen unterschiedliche Geldsummen als Belohnung versprochen. Mehr Anstrengung bedeutete einen höheren finanziellen Gewinn.

Anderes Entscheidungsverhalten

Welche Aufgaben würden die Studienteilnehmer auswählen? Die Auswertungen enthüllten: Tatsächlich hing das Entscheidungsverhalten auch von den Dopaminwerten ab. Menschen, die weniger Dopamin produzierten, schienen kognitive Herausforderungen eher vermeiden zu wollen. Sie waren offenbar empfänglicher für die mit den schwierigen Aufgaben verbundenen Kosten, wie die Forscher berichten.

Ganz anders die Probanden mit den höheren Dopaminwerten: Ihre Entscheidungen sprachen dafür, dass sie sich vorwiegend auf das zu gewinnende Geld konzentrierten. Mit anderen Worten: Sie waren stärker auf den Nutzen fokussiert. Interessanterweise ließ sich dieser Effekt bei Teilnehmern mit von Natur aus niedrigeren Dopaminkonzentrationen ebenfalls erzielen: wenn das schwache Dopaminsignal durch die Gabe von Ritalin oder das vergleichbar wirkende Mittel Sulpirid verstärkt wurde.

Positiver Effekt auf die Motivation

Damit zeichnet sich ab: Mittel wie Ritalin steigern womöglich nur indirekt die Leistungsfähigkeit. „Sie erhöhen unsere Motivation: Der wahrgenommene Nutzen einer herausfordernden Aufgabe steigt an, während die Kosten geringer erscheinen. Dieser Effekt ist unabhängig von Veränderungen der tatsächlichen Leistungsfähigkeit“, konstatiert Westbrooks Kollege Michael Frank.

Demnach steigert Dopamin den Willen, sich für das Erreichen eines Ziels kognitiv anzustrengen – und zwar schon zu einem frühen Zeitpunkt im Entscheidungsprozess, wie die Wissenschaftler herausfanden. Schlussendlich führt dies dazu, dass wir uns zum Beispiel besser konzentrieren und eine Aufgabe erfolgreicher meistern.

Nur für Kranke sinnvoll

Westbrook und sein Team betonen, dass sich gesunde Menschen trotzdem auf ihren körpereigenen Hirnstoffwechsel verlassen sollten anstatt Pillen einzuwerfen – zumal die Konzentration von Dopamin und Co von Tag zu Tag schwankt. Den Dopaminspiegel künstlich in die Höhe zu treiben, kann auch negative Effekte haben und zum Beispiel zu riskantem Glücksspiel oder Sexualverhalten verleiten, wie Westbrook erklärt. „Womöglich wirkt dann jede Entscheidung sinnvoll und lenkt von den wirklich nutzbringenden Aufgaben ab.“

Für Menschen mit krankhaft niedrigem Dopaminspiegel zum Beispiel bei ADHS oder auch Depressionen können die Medikamente dagegen eine Hilfe sein. In Zukunft wollen die Wissenschaftler weiteren Details zwischen dem Zusammenhang der Dopaminwerte und solchen Störungen auf den Grund gehen. „Wir wollen wissen, was die Treiber hinter Veränderungen der kognitiven Fähigkeit und Funktion sind“, sagt Frank.

Künftig könnten so die unterschiedlichen Denkprozesse einzelner Menschen besser verstanden werden. Dies könne dann auch die Entscheidung erleichtern, welchen Patienten Medikamente tatsächlich nützen und für wen zum Beispiel eine Verhaltenstherapie die geeignetere Option ist. (Science, 2020; doi: 10.1126/science.aaz5891)

Quelle: AAAS/ Brown University

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