19.09.2022, 15:46 Uhr | Lesezeit: 8 Minuten

Bewegung ist gesund und kann diversen Erkrankungen vorbeugen. Doch gibt es auch ein zu viel bzw. zu intensiv? Laut der Forschung lautet die Antwort: Ja. Zumindest, wenn es um die Verfassung unseres Gehirns geht.

Wie beeinflusst intensives Trainings das Gehirn?

Um dies zu untersuchen, rekrutierten Wissenschaftler des Dartmouth College (USA) 113 Probanden, die ihr Training mithilfe eines Fitness-Trackers dokumentierten. Um zu analysieren, wie sich verschiedene Trainingsintensitäten über einen längeren Zeitraum auswirken, erfassten die Forscher die Fitnessdaten aus einer Zeitspanne von einem Jahr. Diese umfassten die Anzahl der täglich zurückgelegten Schritte, die durchschnittliche Herzfrequenz, die Zeit, die in den verschiedenen vom Tracker definierten „Herzfrequenzzonen“ (Ruhe, außerhalb des Bereichs, Fettverbrennung, Cardio oder Spitzenwerte) verbracht wurde, sowie weitere Informationen, die über ein ganzes Kalenderjahr hinweg gesammelt wurden. Darüber hinaus absolvierten die Probanden eine Reihe von Gedächtnistests und beantworteten Fragen zu ihrer generellen, geistigen Gesundheit.²

Zum Einsatz kamen vier Arten von Gedächtnisaufgaben. Diese waren so konzipiert, dass sie verschiedene Aspekte der Fähigkeiten der Teilnehmer über verschiedene Zeiträume hinweg testeten. Zwei Aufgabensätze zielten darauf ab, das episodische Gedächtnis zu testen – also wie gut man sich an autobiografische Ereignisse erinnern kann, z. B. was man gestern gemacht hat. Ein weiterer Aufgabensatz sollte das räumliche Gedächtnis testen – also wie gut man sich an Orte erinnert, z. B. wo man sein Auto geparkt hat. Die letzte Gruppe von Aufgaben testete das assoziative Gedächtnis. Damit ist die Fähigkeit gemeint, sich an Verbindungen zwischen Konzepten oder anderen Erinnerungen zu erinnern.

Komplexe Zusammenhänge zwischen Trainingsintensität und Gehirnleistung

Anders als von den Wissenschaftlern erwartet, ergab die Analyse nicht, dass intensiveres Training grundsätzlich die Gedächtnisleistung der Studienteilnehmer verbesserte. Stattdessen zeigte sich: Personen, die sich eher mit geringer Intensität bewegten, schnitten bei einigen Gedächtnisaufgaben besser ab, während diejenigen, die sich mit hoher Intensität bewegten, bei anderen Gedächtnisaufgaben besser abschnitten. Mehr noch: Teilnehmer, die sich intensiver bewegten, berichteten von einem höheren Stressniveau, während Personen, die regelmäßig mit geringerer Intensität trainierten, weniger Angstzustände und Depressionen aufwiesen.

Teilnehmer, die sich im vergangenen Jahr mehr bewegt hatten, zeigten tendenziell eine bessere Gedächtnisleistung, aber die spezifischen Bereiche der Verbesserung hingen davon ab, welche Art von Aktivität sie ausübten. Die Forscher fanden heraus, dass Teilnehmer, die sich häufig mit mäßiger Intensität sportlich betätigten, bei den Aufgaben zum episodischen Gedächtnis tendenziell besser abschnitten, während Teilnehmer, die sich häufig mit hoher Intensität sportlich betätigten, bei den Aufgaben zum räumlichen Gedächtnis besser abschnitten. Inaktive Teilnehmer, die sich nur selten bewegten, schnitten bei den Aufgaben zum räumlichen Gedächtnis tendenziell schlechter ab.

Zusammenhang zwischen psychischer Gesundheit und Gedächtnisleistung

Die Forscher stellten auch Zusammenhänge zwischen der psychischen Gesundheit der Teilnehmer und ihrer Gedächtnisleistung fest. Teilnehmer, die nach eigenen Angaben Angstzustände oder Depressionen hatten, schnitten bei den Aufgaben zum räumlichen und assoziativen Gedächtnis tendenziell besser ab, während Teilnehmer, die nach eigenen Angaben an einer bipolaren Störung litten, bei den Aufgaben zum episodischen Gedächtnis tendenziell besser abschnitten. Teilnehmer, die über ein höheres Maß an Stress berichteten, schnitten bei den assoziativen Gedächtnisaufgaben tendenziell schlechter ab.

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Training optimieren, um dem Gehirn einen Push zu geben?

Die für die Forscher interessante Erkenntnis der Studie: Es gibt nicht die eine Trainingsintensität, die die Leistung des Gehirns grundsätzlich fördert oder beeinträchtigt. „Wenn es um körperliche Aktivität, Gedächtnisleistung und geistige Gesundheit geht, ist eine wirklich komplizierte Dynamik im Spiel, die sich nicht in einzelnen Sätzen wie ‚Gehen verbessert das Gedächtnis‘ oder ‚Stress schadet dem Gedächtnis‘ zusammenfassen lässt“, erklärt Studienleiter Jeremy Manning in einer Universitätsmitteilung.³ „Stattdessen scheinen bestimmte Formen der körperlichen Aktivität und bestimmte Aspekte der psychischen Gesundheit jeden Aspekt des Gedächtnisses unterschiedlich zu beeinflussen.“

Mit weiterer Forschung, so die Hoffnung der Wissenschaftler, ließe sich das Training für verschiedene Situationen, in denen spezielle Gedächtnisleistungen gefragt sind, optimieren: in Form spezieller Bewegungsprogramme, z. B. als Vorbereitung für Uni-Prüfungen. Aber auch bestimmte Erkrankungen könnten von angepassten Sporttherapien profitieren. So könnten die Erkenntnisse dieser und möglicher weiterer Studien helfen, Depressionssymptome zu lindern.

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Studie mit Triathleten

Mit ihren Studienergebnissen ergänzten die US-Wissenschaftler schon bestehende Forschung zum Effekt von intensivem Training auf unser Gehirn.

Die Wissenschaftler um Dr. Bastien Blain und Mathias Pessiglione – vom Hôpital de la Pitié-Salpêtrière in Paris – haben in einer Studie aus dem Jahr 2019 Triathleten einer besonders anstrengenden Trainingsroutine unterzogen. Insgesamt nahmen 37 männliche Athleten (Durchschnittsalter: 35 Jahre) an der Studie teil.

Die Teilnehmer wurden in zwei Gruppen eingeteilt: Die erste musste ihr Training über einen Zeitraum von drei Wochen um 40 Prozent steigern, die andere durfte ihr normales Pensum beibehalten (Kontrollgruppe). Die Forscher ließen die Probanden aus der ersten Gruppe an ihren Rest Days Radfahrübungen absolvieren und kontrollierten alle zwei Tage mithilfe von Fragebögen ihr subjektives Erschöpfungslevel. Außerdem führten sie Verhaltenstests durch und untersuchten ihr Gehirn via Funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRI).⁴

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Mentale Erschöpfung

Bei den Athleten, die Extra-Schichten schieben mussten, stellten die Forscher neben einer körperlichen auch eine mentale Erschöpfung fest. Diese äußerte sich dergestalt, dass sich die Probanden nicht nur erschöpfter als sonst fühlten, sondern auch ein wichtiges Hirnareal weniger Aktivität aufzeigte, das bei Fragen der Entscheidungsfindung zum Einsatz kommt. Außerdem reagierten die Athleten insgesamt impulsiver.

So wählten sie bei Wirtschaftsfragen Lösungen, die zwar schnellen, aber weniger langanhaltenden Erfolg versprachen. Grund dafür, vermuten die Forscher, ist die Beobachtung, dass bei den erschöpften Probanden der präfrontale Cortex nach dem exzessiven Training „lahmte“. Die dort lokalisierten Hirnstrukturen spielen bei Handlungsplanung und -steuerung eine wichtige Rolle. Kurzum: Die körperliche Erschöpfung ließ die Athleten also auch auf kognitiver Ebene schwächeln – mit dem Ergebnis, dass sie weniger strategisch handelten.

„Die Region um den präfrontalen Cortex, die von dem Training-Overload beeinträchtigt wurde, war dieselbe, die sich in früheren Studien bei geistiger Überbeanspruchung verwundbar zeigte“, erklärte Studienautor Pessiglione. „Diese Hirnregion scheint daher ein Schwachpunkt im neuronalen Netzwerk für kognitive Kontrolle zu sein.“

Zwischen mentaler und körperlicher Beanspruchung scheint es also eine Verbindung zu geben: Beide verlangen kognitive Kontrolle. Um das auf den Sport- und Fitnessbereich mal anzuwenden: Um körperliche Arbeit (wie Training) aufrechtzuerhalten und ein (Fern-)Ziel zu erreichen, braucht es kognitive Kontrolle, also ein bewusstes Gehirn, das weiß, wo es hinsoll und warum.

Kognitive Kontrolle beim Training

Wie sieht eine solche kognitive Kontrolle in der Praxis aus? „Man muss den automatischen Impuls, bei Muskel- und Gelenkschmerzen den Sport einzustellen, kontrollieren können“, erläuterte Pessiglione. Das heißt also: gegen den Schmerz ankämpfen und nicht aufgeben.

Doch nicht nur für den Sportbereich sind die Erkenntnisse spannend, wie schon die Tatsache nahelegt, dass die Verhaltenstests auf Wirtschaftsfragen basierten. „Unsere Ergebnisse (…) zeigen: Man trifft nicht dieselben Entscheidungen (wie sonst, Anm. d. Red.), wenn das Gehirn erschöpft ist“, fasst Pessiglione zusammen.⁵

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Quellen

• 1. Martikainen, T., Siguradottier, F., Benedict, C. et al. (2022). Effects of curtailed sleep on cardiac stress biomarkers following high-intensity exercise. Molecular Metabolism.
• 2. Manning, J.R., Notaro, G.M., Chen, E., Fitzpatrick P.C. (2022). Fitness tracking reveals task-specific associations between memory, mental health, and physical activity. Scientific reports.
• 3. Dartmouth College. (2022). Fitness trackers reveal links between exercise, memory, and mental health. (aufgerufen am 19.9.2022)
• 4. Blain, B., Schmit, C., Pessiglione, M. et al. (2019). Neuro-computational Impact of Physical Training Overload on Economic Decision-Making. Current Biology.
• 5. Cell Press. (2019). Athletic Training Can Make Your Brain Tired, Not Just Your Body. SciTechDaily. (aufgerufen am 19.9.2022)