Hintergrund

Wie das Hirn den Muskel lahmlegt

Forscher der Universität und der ETH Zürich haben eine natürliche Notbremse entschlüsselt. Sie haben herausgefunden, wie das Hirn während ermüdendem Ausdauersport die Muskelaktivität drosselt.

Zwei Hirnareale sind bei der Muskelermüdung besonders aktiv: Test auf dem Fahrradergometer mit Messung der Hirnaktivität (Bild: Universität Zürich)

Zwei Hirnareale sind bei der Muskelermüdung besonders aktiv: Test auf dem Fahrradergometer mit Messung der Hirnaktivität (Bild: Universität Zürich)

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Bei anhaltender körperlicher Leistung ermatten die Glieder. Der Geist verhindert auf diese Weise, dass der Körper seine Grenzen überschreitet. Sportler wissen aus Erfahrung, dass der Kopf bei Ausdauerleistungen eine wichtige Rolle spielt.

Wie Gehirn und Körper zusammenspielen, wenn die Muskeln langsam ermüden, ist aber noch kaum bekannt. Lange Zeit war die Erforschung der Muskelermüdung auf Veränderungen im Muskel selbst beschränkt, wie die Universität Zürich heute mitteilte.

Ein Team unter der Leitung des Neuropsychologen Kai Lutz (Uni Zürich) und Urs Boutellier (Institut für Bewegungswissenschaften und Sport, ETH Zürich) hat nun erstmals Prozesse im Hirn aufgedeckt, die dafür verantwortlich sind, dass die Muskelaktivität im Lauf einer ermüdenden körperlichen Aufgabe abnimmt.

Wichtiges Hirnareal

Die Forscher liessen für ihre Tests unter anderem Probanden so lange anstrengende Oberschenkelkontraktionen durchführen, bis sie die verlangte Kraft nicht mehr erreichten. Es zeigte sich, dass zwei Hirnareale kurz vor dem Abbruch der ermüdenden Aufgabe besonders aktiv waren – der Thalamus und der insuläre Kortex.

Diese beiden Hirnteile sind dafür bekannt, dass sie unter anderem Informationen analysieren, die dem Organismus eine Bedrohung vermitteln – etwa Schmerz oder Hunger. Weitere Untersuchungen zeigten, dass es tatsächlich der insuläre Kortex ist, der die motorische Aktivität regelt.

Chronische Erschöpfung

Laut Kai Lutz öffnen die Ergebnisse ein ganz neues Forschungsfeld: Sie seien ein wichtiger Schritt, um die Rolle aufzudecken, die das Gehirn bei der Muskelermüdung spiele. Damit werde es zum Beispiel möglich, Strategien zu entwickeln, um Muskelleistungen zu verbessern.

Das könnte auch in der Medizin wichtig sein. Anhaltend reduzierte körperliche Leistungsfähigkeit ist nämlich relativ häufig, sie kann zum Beispiel als Nebenwirkung von bestimmten Medikamenten auftreten. Oft aber diagnostizieren Ärzte ein chronisches Erschöpfungssyndrom ohne erkennbare Ursache. (rub/sda)

Erstellt: 05.12.2011, 15:49 Uhr

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