Studie: Bessere Ausdauer durch Hirnstimulation

Forschende der University of Kent haben erfolgreich gezeigt, dass es möglich ist, die Ausdauer mithilfe von Hirnstimulation zu verbessern.

Hirnstimulation und Ausdauer

Dr. Lex Mauger und Kollegen an der Kent's School of Sport and Exercise Sciences (SSES) wollten herausfinden, inwieweit Kondition oder Ausdauer sowohl vom Geist als auch vom Körper abhängig ist.

Sie taten dies, indem sie in einer Gruppe von 12 aktiven Teilnehmenden einen Test durchführten, bei dem bis zum Failure Rad gefahren werden musste, also bis nichts mehr ging [1]. In dieser placebokontrollierten Studie wurden die Gehirne mithilfe eines milden elektrischen Reizes über die Kopfhaut stimuliert (transcranial direct current stimulation oder tDCS). Dadurch wurde die Aktivität in einem Hirnbereich erhöht, der mit Muskelkontraktionen verbunden ist. So wurde die wahrgenommene Anstrengung gesenkt und die Zeit verlängert, die die Teilnehmenden Rad fahren konnten.

Dem Team zufolge lag das daran, dass sich die Übung nach der Stimulation leichter anfühlte. tDCS wurde bereits früher eingesetzt, um Leistungen im Ausdauersport zu verbessern, aber wie es genau wirkt, war noch unklar. Diese Mechanismen seien mit dieser Studie klarer geworden, so die Forschenden.

Erregen oder beruhigen

Bei tDCS werden zwei oder mehr Elektroden auf der Kopfhaut platziert, die anschließend einen konstanten schwachen Strom an das Gehirn liefern. Der Effekt auf das Gehirn hängt von der Polarität ab. So wie du bei einer Batterie einen Plus- und Minuspol hast und das Starthilfekabel richtig anschließen musst. Auch bei der Elektrostimulation des Gehirns macht es einen Unterschied, welche Elektrode auf welcher Seite platziert wird. Die Seite, an der die Elektronen eintreten (Kathode), hat eine beruhigende Wirkung, während die Seite, an der die Elektronen austreten, die Anode, eher eine erregende Wirkung erzeugt.

Daneben hat die Stelle am Kopf, an der sie platziert werden, großen Einfluss auf den Effekt, einschließlich der Tiefe der Stimulation. Die motorische Hirnrinde ist für Bewegung verantwortlich. Auch sie kann gereizt werden, indem die Anode über dem primären motorischen Cortex (M1) platziert wird, und durch die Kathode eher beruhigt werden.

Aus den Studien zum Effekt von Elektrostimulation auf die Ausdauer sind unterschiedliche Ergebnisse hervorgegangen. Die Forschenden der Universität vermuten, dass dies an Unterschieden in der Platzierung der Elektroden liegt. In einer Studie wurde zum Beispiel kein Effekt gefunden [2]. In diesem Fall wurde die Anode über M1 platziert, während die Kathode über dem rechten dorsolateralen präfrontalen Cortex lag. Den Forschenden aus Kent zufolge ist es möglich, dass die Kathode den Effekt der Anode auf den primären motorischen Cortex verkleinert oder sogar aufgehoben hat.

Es ist also nicht zu empfehlen, zur Vorbereitung auf den Dam tot Dam deinen alten Abtronic vom Dachboden zu holen und auf den Kopf zu setzen. Zur optimalen Platzierung und Richtung der Elektroden muss noch einiges an Forschung durchgeführt werden, bevor dieses Wissen praktischen Nutzen bekommt.

Außerdem kannst du dich fragen, inwieweit professionelle Ausdauersportler davon profitieren würden. Den Forschenden aus Kent zufolge wird der Effekt vor allem dadurch verursacht, dass sich das Radfahren nach der Elektrostimulation relativ weniger anstrengend anfühlt. Also vor allem ein mentaler Effekt.

Nach diesem Modell, das auf der motivational intensity theory basiert, tritt Aufgabenversagen tatsächlich ein, weil Menschen freiwillig mit dem Training aufhören, wenn ihre Wahrnehmung der Anstrengung mit der maximalen Anstrengung übereinstimmt, die sie bereit sind aufzubringen, um die Aufgabe zu schaffen (potenzielle Motivation).

Der Unterschied zwischen körperlicher Erschöpfung und mentaler Erschöpfung ist oft vor allem bei Menschen groß, die es nicht gewohnt sind, sich körperlich zu pushen. Für manche ist die Idee, sich ins Schwitzen zu bringen und weiterzumachen, wenn man müde ist, schwer vorstellbar. So auch eine ehemalige Kollegin von mir, die das eigentlich für ein ziemlich absurdes Konzept hielt. Ich kann mir vorstellen, dass sie länger Rad fahren könnte, wenn es mental weniger Mühe zu kosten scheint.

Für die Studie wurden freizeitaktive Menschen ausgewählt, die mindestens drei Stunden pro Woche kardiovaskuläres Training machten. Sie werden also daran gewöhnt sein, nicht bei den ersten Ermüdungszeichen aufzugeben. Aber sie müssen nicht unbedingt daran gewöhnt sein, bis ans Limit zu gehen, wie es Ausdauersportler im Wettkampf tun. Ich frage mich daher, wie groß ein solcher Effekt in so einer Gruppe wäre.

Referenz

1. L. Angius, A.R. Mauger, J. Hopker, A. Pascual-Leone, E. Santarnecchi, S.M. Marcora. Bilateral extracephalic transcranial direct current stimulation improves endurance performance in healthy individuals. Brain Stimulation, 2017; DOI: 10.1016/j.brs.2017.09.017
2. Angius, L., Hopker, J.G., Marcora, S.M., and Mauger, A.R. The effect of transcranial direct current stimulation of the motor cortex on exercise-induced pain. Eur J Appl Physiol. 2015; 115: 2311–2319