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Hirnstimulation unterstützt nachweislich eine bessere Motivation

Ein Motivationsmangel hält uns nicht nur davon ab, unsere Ziele zu erreichen, sondern kann auch ein Symptom von mehreren psychischen Erkrankungen sein. BOOMSTIM kombinierte Pupillenmessungen mit einer zielgerichteten Hirnstimulation, um Verfahren zur Motivationssteigerung zu entwickeln.

Gesundheit

Die Motivation wird durch antizipierte Belohnungen aufgrund bestimmter Handlungen und der hierzu erforderlichen Anstrengung beeinflusst. Die Forschung weiß bereits viel darüber, wie das Gehirn Belohnungen unter Mitwirkung eines chemischen Stoffs namens Dopamin verarbeitet. Doch darüber, wie die entsprechenden Anstrengungen verarbeitet werden, ist weniger bekannt. Neue Studien legen nahe, dass Noradrenalin, ein weiterer chemischer Stoff, der sich auf das gesamte Gehirn auswirkt und durch das Erregungsniveau des Hirnstamms freigesetzt wird, hierbei von Bedeutung sein könnte. Letztlich könnten das Dopamin- und das Noradrenalinsystem in Wechselwirkung stehen und den präfrontalen Cortex, eine Hirnregion, die an der Planung und Überwachung unserer Anstrengungen beteiligt ist, beeinflussen. Das durch Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützte BOOMSTIM-Projekt entdeckte, dass eine Hirnstimulation, welche eine Region namens Brodmannsche Areale anvisiert, die innerhalb des präfrontalen Cortex liegt, Belohnungsanstrengungen verstärken kann. Während der Entscheidungsfindung fielen dem Team auch Signale in der Pupille und dem Mittelteil des präfrontalen Cortex auf, die sich bei steigendem Anstrengungsniveau verstärkten. Interessanterweise wurde festgestellt, dass sich diese Signale nur dann verstärkten, wenn sich die teilnehmenden Personen zu der Anstrengung bekannt hatten, und nicht, wenn sie sich dagegen entschieden hatten. „Das Erregungssystem des Gehirns scheint die Anstrengung nur dann zu berücksichtigen, wenn man sich zu der Anstrengung bekennt“, sagt Irma Kurniawan, Marie-Skłodowska-Curie-Stipendiatin von der Universität Zürich, welche das Projekt veranstaltet.

Hirnstimulation

Um zu untersuchen, wie uns der Erregungsprozess des Gehirns darauf vorbereitet, dass wir uns einer schwierigen Aufgabe annehmen, maß das Team die Pupillen- und Hirnsignale der teilnehmenden Personen, während diese darüber entschieden, ob sie sich auf Anstrengungen einlassen sollten, um Belohnungen zu erhalten. Zunächst stand die Messung der absoluten Pupillenweite im Fokus – eine Kennzahl, die gemeinhin in anderen Papern im Bereich der menschlichen Pupillometrie angewandt wird. „Erstaunlicherweise entdeckten wir, dass die Änderungsrate der Pupillenweite weitaus deutlicher mit anstrengenden Entscheidungen verbunden war“, erklärt Kurniawan. Das Team verwendete zudem eine transkranielle Gleichstromstimulation, bei der den 141 teilnehmenden Personen über kleine Elektroden schwache elektrische Stromschläge verabreicht wurden. Dies macht die Nervenzellen empfänglicher für Impulse von anderen Nervenzellen und stimuliert diese dazu, selbst Impulse auszusenden. Die Stromschläge sollten die Brodmannschen Areale stimulieren, eine Hirnregion, die als wichtig für die Motivation gilt. Die teilnehmenden Personen mussten darüber entscheiden, ob sie ein bestimmtes Maß an Anstrengung investieren wollten, um eine Belohnung in Form von Geld zu erhalten. Die Anstrengungen konnten körperlicher Natur (zwei Griffe müssen beispielsweise längere Zeit sehr fest zusammengedrückt werden) oder geistiger Natur (Durchführung einer anspruchsvollen geistigen Aufgabe) sein. Die Menge der Belohnung und die Dauer der Anstrengung variierten. Die Forscherinnen und Forscher stellten fest, dass eine Stimulation, um die Brodmannschen Areale empfänglicher zu machen, tatsächlich die Bereitschaft der teilnehmenden Personen erhöhte, sich anzustrengen. „Dies war bei körperlichen wie auch geistigen Anstrengungen der Fall. Es scheint also, dass die stimulierten Brodmannschen Areale gemeinhin für unsere Motivation in jeglichem Kontext verantwortlich sind“, merkt Projektleiter Christian Ruff an.

Klinische und nichtklinische Einsatzmöglichkeiten

Falls bewiesen werden kann, dass eine Hirnstimulation die Motivation steigert, könnte Menschen mit einer Antriebsstörung geholfen werden, die häufig mit psychischen Erkrankungen wie Depression und Schizophrenie verbunden ist. Die Ergebnisse des Teams zum Erregungssignal in der Pupille könnten potenziell auch als Biomarker in der digitalen Medizin fungieren. „Zusätzlich zu Behandlungen von klinischen Erkrankungen könnte die Hirnstimulation auch bei Verhaltensinterventionen zum Beispiel in der Bildung oder im wettbewerbsorientierten Sport hilfreich sein“, sagt Ruff. Das Team beabsichtigt jetzt, die Möglichkeit zu untersuchen, durch Induzieren einer Änderung des Erregungssystems mithilfe eines Biofeedbacks von dem Pupillensignal die Motivation zu erhöhen. Dies würde ein Motivationstraining in einer nichtklinischen Umgebung ermöglichen, beispielsweise unter Verwendung eines Smartphones mit Eye-Tracking-Technologie.

Schlüsselbegriffe

BOOMSTIM, Dopamin, Noradrenalin, präfrontaler Cortex, Hirn, Erregung, Brodmannsches Areal, transkranielle Gleichstromstimulation, Pupille, Motivation

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