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Am Körper getragene Sensoren offenbaren, wie sich Stresssituationen auf das Gehirn auswirken

Psychische Probleme, oft stressbedingt, stellen eine große Herausforderung für das Gesundheitswesen dar. Im EU-finanzierten Projekt STRESNET wurden Verfahren entwickelt, die Betroffenen mit den Auswirkungen von stressbedingten Erinnerungen helfen sollen. Daraus könnten präventive Maßnahmen entstehen, die unsere Stressresilienz erhöhen und unsere Belastung durch psychische Erkrankungen verringern.

©Sergey Nivens #112127058 source: stock.adobe.com 2023

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Stressbedingte Probleme und Erkrankungen der psychischen Gesundheit nehmen zu. Allein in Europa leiden 60 Millionen Menschen unter Angststörungen, von schweren Depressionen sind schätzungsweise 30 Millionen Menschen betroffen.

Fortschritte in der Gesundheitsvorsorge gehen nur langsam voran, was größtenteils auf das mangelnde Verständnis der Faktoren zurückzuführen ist, welche die Resilienz von Personen gegenüber jenen Stressfaktoren bestimmen, die vielen psychischen Problemen zugrunde liegen.

„Unsere Forschung hat einen wichtigen Beitrag zur Schließung dieser Lücke geleistet, indem wir die Auswirkungen von Stress auf die Gehirnfunktion detailliert beschrieben haben“, erklärt Erno Hermans, leitender Forscher am Cognitive Affective Neuroscience Lab des Donders Institute und Projektkoordinator des Projekts STRESNET, das vom Europäischen Forschungsrat finanziert wurde.

Tragbare Geräte zur Überwachung von alltäglichem Stress

In dem Projekt wurde ein System zur Überwachung des alltäglichen Stresses mithilfe von Smartphones und tragbaren Biosensoren konzipiert. Das bahnbrechende System fordert die Teilnehmenden auf, im Laufe des Tages kurze Umfragen zu beantworten. Anhand dieser Daten können die Forschenden erkennen, wie sich Stresserfahrungen auf das Nervensystem von Personen auswirken, und so Menschen bestimmen, die Stresssituationen im wirklichen Leben besser verkraften können.

Die Kombination dieses Systems mit der Bildgebung des Gehirns verhalf den Forschenden außerdem dazu, die spezifischen Gehirnnetzwerke zu erkennen, die mit der Resilienz gegenüber Stressfaktoren im realen Leben in Verbindung stehen.

„Diese Ergebnisse heben das Potenzial von tragbaren Biosensoren für die Überwachung der psychischen Gesundheit bei Stress hervor“, sagt er. „Sie verdeutlichen auch, dass physiologische Veränderungen nicht nur bei Stress auftreten, was bedeutet, dass der psychologische Kontext für die Interpretation der Signale von tragbaren Biosensoren wesentlich ist.“

Die Forschenden untersuchen derzeit, wie aus der Technologie eine marktfähige Lösung entstehen kann.

Das Gehirn gegen Stress trainieren

Ein weiteres wichtiges Projektergebnis war der Einsatz der Neurofeedback-Technologie mit funktionellem Echtzeit-MRT (fMRI), mit der das Gehirn darin geschult werden kann, seine Ressourcen unter Stress besser zu verteilen.

Mithilfe von visuellem Feedback in Echtzeit trainierten die Forschenden gesunde Teilnehmerinnen und Teilnehmer erfolgreich darauf, das Gleichgewicht zwischen dem Salienz-Netzwerk (dem Teil des Gehirns, der unerwartete Reize einschätzt und darauf reagiert) und dem Exekutivkontrollnetzwerk (dem Teil, der für Problemlösungen und Entscheidungsfindung zuständig ist) bidirektional zu steuern.

Die Forschenden wiesen zudem nach, dass diese neu erlernte Fähigkeit auf eine Stresssituation übertragen werden kann, in der kein Feedback mehr gegeben wird.

„Wir glauben, dass dieses Training die Grundlage für potenzielle klinische oder präventive Interventionen bildet, die darauf abzielen, die Stressresistenz einer Person zu erhöhen“, so Hermans.

Eine Reihe bahnbrechender Erkenntnisse

Neben den Erfolgen bei tragbaren Geräten und dem Gehirntraining haben die Forschenden nachgewiesen, dass Personen, die anfällig für die Entwicklung stressbedingter Störungen sind (z. B. Geschwister von an Schizophrenie Erkrankten), typischerweise eine schwächere Reaktion auf Stressoren aufweisen – ein potenzieller neuer Biomarker für Stressempfindlichkeit.

Darüber hinaus demonstrierten die Forschenden anhand eines experimentellen Modells für Desensibilisierung und Verarbeitung durch Augenbewegung, wie Augenbewegungen den Teil des Gehirns deaktivieren können, der für das Erleben von Emotionen zuständig ist. Laut Hermans könnte diese Erkenntnis den Weg zu Therapien bereiten, die die Auswirkungen von stressbedingten Erinnerungen verringern.

Den Weg zur Prävention der psychischen Gesundheit ebnen

Ein Kernpunkt des Projekts war der Nachweis, dass akuter Stress zu einer Veränderung der physischen Aktivität des Gehirns führt. Diese Veränderungen zu erkennen, kann Forschenden dabei helfen, die Auswirkungen von Stress im Labor und im Alltag zu analysieren.

Die STRESNET-Forschenden konnten zudem aufzeigen, wie diese Veränderungen die emotionale Reaktion auf Stress im wirklichen Leben vorhersagen können und wie sich die Reaktion bei Personen verändert, die eine Prädisposition für die Entwicklung stressbedingter psychischer Störungen haben.

„Gemeinsam bilden diese Anstrengungen eine wissenschaftliche Grundlage für künftige Bemühungen um die Prävention psychischer Störungen bei Personen, bei denen ein Risiko für stressbedingte Erkrankungen besteht“, so Hermans abschließend.

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Einzelheiten zum Projekt

Kurztitel des Projekts
STRESNET
Projekt-Nr.
682591
Projektkoordinator: Niederlande
Projektteilnehmer:
Niederlande
Aufwand insgesamt
€ 2 000 000
EU-Beitrag
€ 2 000 000
Laufzeit
-

Siehe auch

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