Cola verlangsamt Gehirnentwicklung

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Kinder und Jugendliche trinken Cola und Energy Drinks. Davor zu warnen ist uncool. Der durchschnittliche Koffeinkonsum von Kindern und Jugendlichen ist in den letzten 30 Jahren um über 70 Prozent gestiegen. Ein Ende des Wachstums ist nicht in Sicht, denn am steilsten wächst der Umsatz der Getränkeindustrie im Segment der koffeinhaltigen "Energy Drinks". Doch die Freude über dieses Umsatzwachstum hat einen bitteren Beigeschmack wegen möglicher Gesundheitsschäden, die der Wachmacher bei Cola-Kindern und Red Bull-Teens verursachen könnte.

Die Schweizer Forscher um Reto Huber vom Kinderspital Zürich liefern der Debatte nun neue Argumente. In ihrer kürzlich publizierten Studie an Ratten sind sie zu Resultaten gelangt, die erneut zur Vorsicht mahnen: Bei pubertierenden Nagetieren führt ein Koffein-Konsum, der auf den Menschen umgerechnet drei bis vier Tassen Kaffee oder zwei Gläsern Cola pro Tag entspricht, zu vermindertem Tiefschlaf und einer verzögerten Hirnentwicklung.

Glückstherapie senkt Blutdruck

Ein Hotdog macht glücklich, aber senkt es zukünftig auch den Blutdruck? Foto: gerwitt/Pixelio

Ist Glück nur ein chemisches Ereignis im Gehirn? Das körpereigene Hormon Dopamin löst Glücksgefühle aus. Seine Bildung wird unter anderem angeregt durch die Wohlfühl-Klassiker Sex, Drogen oder Essen. Das Gehirn gibt sich jedoch nicht zufrieden mit einem Kick: es erinnert sich an den Glückszustand und will ihn immer wieder erreichen. Dopamin beeinflusst also unsere Entscheidungen so, dass wir immer wieder und noch mehr Glücksmomente erleben können.

Nun hat ein Forschungsteam um ETH-Professor Martin Fussenegger vom Departement Biosysteme in Basel einen Weg gefunden, das Dopamin-System des Körpers therapeutisch zu nutzen. Die Forscher haben ein neues genetisches Modul geschaffen, das sich über Dopamin steuern lässt. Der Glücksbotenstoff setzt dieses Modul dosisabhängig in Gang. Als Antwort auf eine Erhöhung des Dopamin-Pegels im Blut produziert das Modul einen gewünschten Wirkstoff.

Das Gehirn lernt durch Fehler-Programm

Verknüpfung zwischen Moosfaser-Nervenzellen (grün) und Purkinje-Nervenzellen (rot) während der Hirnreifung. Foto: Scheiffele

Die Erforschung der Gehirnentwicklung sowie seiner Mechanismen in der Ausbildung von neuronalen Netzwerken spielen eine entscheidende Rolle im Verständnis sowie der Behandlung von neuronalen Krankheiten wie Autismus, Schizophrenie oder Epilepsie. „Wenn falsche Verknüpfungen zwischen Nervenzellen im Gehirn nicht anschliessend wieder eliminiert werden, kann dies zu erheblichen Störungen im Gehirn führen. Auch Autismus könnte mit dieser Form der ausbleibenden Fehlerkorrektur in Verbindung stehen", so Scheiffele.

Jede Nervenzelle muss sich im Laufe der Gehirnentwicklung mit bestimmten

Knochenprotein macht Fehlerkorrektur im Gehirn

Gehirnwellen: Musik lässt Gehirne der Musiker im Gleichklang schwingen

Gehirnwellen von Menschen, die miteinander musizieren, schwingen im Gleichklang. Forscher des Max-Planck-Instituts für Bildungsforschungeine Studie ließen für eine Studie acht Gitarrenduos mehrmals kurze Jazzmelodien von 10 bis 20 Sekunden Dauer spielen. Dabei wurden die Hirnströme der Musiker per Elektroenzephalographie (EEG) von den Berliner Wissenschaftlern aufgezeichnet. 

Das Resultat deutet darauf hin, wie sehr sich bestimmte Hirnareale bei gemeinsamen eng koordinierten Handlungen aufeinander einschwingen. Denn erste Ähnlichkeiten der Hirnwellen verzeichneten die Forscher schon in der Vorbereitungsphase – als die Gitarristen nicht selbst musizierten, sondern noch dem Metronom lauschten, das das Tempo vorgab. Während des Zusammenspiels beobachteten die Forscher dann eine starke Synchronizität der vorderen und vor allem der zentralen Areale des Gehirns.

Schnelligkeit und Genauigkeit: Biathlon im Kopf

Biathlon - die Leistungen der deutschen Biathletinnen und Biathleten werden immer mit Spannung verfolgt. Besonderes Interesse gilt dabei den Augenblicken, wenn die Biathlon-Läufer versuchen, am Schießstand möglichst rasch die Scheiben zu treffen, um gleich darauf wieder in die Loipe zu kommen. Mit kalten Fingern und pochendem Herzen ist es aber den Biathlon-Schützen zumeist gar nicht so einfach, schnell und gleichzeitig fehlerfrei zu schießen. Dies liegt auch an dem Konflikt zwischen der Schnelligkeit und der Genauigkeit gezielter Handlungen (Speed-Accuracy-Tradeoff = SAT), der sich bei uns im Gehirn abspielt. Da Schnelligkeit zumeist mit geringerer Genauigkeit einhergeht, können beim Biathlon überhastete Schüsse leicht ihr Ziel verfehlen und werden – zum Ärger der Biathlon-Läufer sowie der Biathlon-Fans – mit Extrarunden oder Zeitstrafen geahndet. Welche Prozesse beim Abwägen zwischen Schnelligkeit und Genauigkeit von Handlungen im Gehirn ablaufen, haben nun Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Regensburg, auch für Optimierungen im Bereich Biathlon, näher untersucht. 

In einem Versuch analysierte das Forscherteam um Prof. Dr. Karl-Heinz Bäuml, Dr. Bernhard Pastötter und Franziska Berchtold vom Institut für Psychologie die Gehirnaktivitäten von Testpersonen vor und während des Ausführens von bestimmten Handlungen, die entweder möglichst schnell oder möglichst fehlerfrei ausgeführt werden sollten. Die entgegengesetzten Anweisungen führten dabei – bereits vor der Umsetzung – zu unterschiedlichen Aktivitäten in der motorischen, visuellen, frontalen und handlungssteuernden Gehirnregion.

Bisher dachten Wissenschaftler, dass erst das Ausführen einer Handlung wie im Biathlon den Konflikt zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit auslöst und nicht bereits die der Handlung vorausgehende Grundaktivität der entsprechenden Gehirnregionen. Eine Schwerpunkt-Legung auf Geschwindigkeit verringert die „Distanz“ zwischen Grundaktivität und Aktivierungsschwelle und führt zu schnellen, aber fehlerbehafteten Handlungen. Eine Schwerpunkt-Legung auf Genauigkeit vergrößert den Abstand zwischen Grundaktivität und Aktivierungsschwelle und führt zu genaueren, wenngleich langsameren Handlungen.

Schnell und fehlerfrei?