Riskante Selbstoptimierung: 5 Fakten zur Hirnstimulation
Mit ein bisschen Strom das Gehirn und die Denkleistung auf Vordermann bringen – das versuchen mittlerweile nicht nur Forscher im Labor bei Patienten, sondern auch gesunde Menschen auf dem heimischen Sofa. Hier nun alles, was man über die transkranielle Gleichstromstimulation wissen sollte, inklusive der Risiken.
Was ist die transkranielle Gleichstromstimulation?
Wären wir nicht alle gerne etwas klüger, ein wenig kreativer und in der Lage, Wissen wie ein Schwamm aufzusaugen? Im Labor machen sich Forscher schon seit vielen Jahren daran, die Hirnleistung zu optimieren – wahlweise mit Magnetfeldern oder elektrischem Strom. Die am häufigsten eingesetzte Variante ist die transkranielle Gleichstromstimulation. Dabei leitet man mittels Elektroden am Kopf einen schwachen Strom von rund ein bis zwei Milliampere durch den Schädel ins Gehirn. Auf diesem Weg lässt sich die elektrische Aktivität von Nervenzellen beeinflussen. Wo Forscher die Technik im Labor einsetzen, hat das häufig einen therapeutischen Hintergrund. Sie versuchen, damit Depressionen zu lindern oder die Gedächtnisprobleme von Alzheimerpatienten zu verringern.
Doch als Tool zur Optimierung der Hirnleistung hat die Technik längst auch den Weg ins Wohnzimmer gesunder Menschen geschafft. Ein Gerät für die transkranielle Gleichstromstimulation kann man ohne allzu große Mühen selbst basteln: Eine Neun-Volt-Batterie, ein wenig elektronisches Zubehör und eine Anleitung aus dem allwissenden Internet – mehr braucht es nicht. Online kann man Headsets kaufen, vom Hirnstimulator Marke Eigenbau bis hin zu Fabrikaten professioneller Anbieter. Auch stößt man dort auf Erfahrungsberichte von Nutzern. Sie schildern teilweise euphorisch ihre Selbstversuche, mit denen sie angeblich ihr Gedächtnis auf Trab gebracht oder eine Fremdsprache besser gelernt haben wollen.
Wie verändert die Stimulation das Gehirn?
Die Versprechen der kommerziellen Hersteller gegenüber ihren optimierungswilligen Kunden sind groß: Man könne seine Neurone durch die Technik schneller feuern lassen und die Formbarkeit des Gehirns verbessern. Ganz falsch ist das nicht, ganz richtig aber auch nicht. Zwar ist der genaue Wirkmechanismus nicht bekannt. Doch durch die Stimulation feuern Neurone nicht stärker. Stimuliert man die Zielregion mit einer positiv geladenen Elektrode, erhöht dies allerdings die Erregbarkeit der Neurone. Das lässt sich mit der Spannung erklären, die an der Membran der Nervenzellen zwischen innen und außen herrscht. Indem man nun den Ladungsunterschied zwischen beiden Seiten der Nervenzellmembran verringert, wird es wahrscheinlicher, dass in den Neuronen ein Aktionspotenzial ausgelöst wird. Die negative Elektrode hingegen vergrößert den Ladungsunterschied, und die Zelle feuert seltener.
Stimuliert man sein Gehirn einige Minuten lang, kann die Erhöhung der Erregbarkeit für eine Stunde oder länger anhalten. Es ist also durchaus möglich, Einfluss auf die Neuroplastizität, die Formbarkeit des Gehirns, zu nehmen. Doch eine verbesserte Erregbarkeit bedeutet nicht notwendigerweise mehr Leistung. Das hängt von der jeweiligen Aufgabe ab und auch davon, wie leistungsfähig ein Mensch vor der Stimulation war. Zudem sollte nicht unerwähnt bleiben, dass es Studien gibt, die überhaupt keine großen Veränderungen im Gehirn infolge der Stromimpulse ausmachen konnten.
Was bringt die Stimulation gesunden Menschen?
Eine ganze Reihe von Untersuchungen legt eine positive Wirkung der Gleichstromstimulation nahe: In einer Studie von 2012 etwa sollten Probanden lernen, versteckte Objekte in einer virtuellen Computerumgebung ausfindig zu machen. Bei einem Teil der Versuchspersonen stimulierten Forscher mit einer positiv geladenen Elektrode eine halbe Stunde lang den frontalen Kortex, der für die Steuerung von Aufmerksamkeit wichtig ist. Die Freiwilligen zeigten daraufhin ein besseres Lernverhalten im Vergleich zu einer Kontrollgruppe. In einer anderen Studie lernten Freiwillige Bewegungsabläufe besser, wenn die Wissenschaftler parallel die motorischen Areale ihres Gehirns mit Strom behandelten. Und reizten Forscher die Grenze zwischen Schläfen- und Scheitellappen, macht sich das positiv bei den sozialen Fertigkeiten der Probanden bemerkbar. Sie waren anschließend besser darin, die Perspektive eines anderen Menschen einzunehmen. Allerdings sind viele dieser Ergebnisse bei genauerem Hinsehen sehr widersprüchlich. Manche Studien zeigen Verbesserungen, andere keine oder nur sehr geringe. Das gilt auch für solche, die untersuchen, ob sich eine Stimulation positiv auf das Arbeitsgedächtnis auswirkt.
Wer Hirnstimulation als Lifestyle-Accessoire nutzt, darf darum eines nicht vergessen: Den meisten Laborstudien zu dem Thema geht es eigentlich gar nicht um die Optimierung alltagsrelevanter Leistungen. Vielmehr zielen sie meist darauf ab, anhand der Beeinflussung der Hirnaktivität herauszufinden, welche Areale an bestimmten kognitiven Funktionen beteiligt sind. Und in der Regel fallen die Effekte der Hirnstimulation relativ gering aus. Beispielsweise kann man bei motorischen Lernaufgaben die Reaktionszeiten im Mittel um 50 bis 60 Millisekunden verbessern. Das ist für den Alltag nicht wirklich von Bedeutung.
Wo liegen die Schwierigkeiten der Stimulation?
Auch wenn die Hirnstimulation auf den ersten Blick einfach zu sein scheint: In Wahrheit stellt sie den Anwender vor echte Herausforderungen. Um effektive Ergebnisse zu erzielen, muss man die Elektrode an der richtigen Stelle platzieren und das Gehirn mit der richtigen Dauer, der richtigen Intensität und auch zum richtigen Zeitpunkt stimulieren. Entscheidend ist zudem, auf welche gerade ablaufende Hirnaktivität die Stimulation trifft. Die Stromimpulse können eine unterschiedliche Wirkung haben, je nachdem ob man gerade ein Buch liest, meditiert oder schläft.
Doch selbst wenn Experten hier vollkommen standardisiert vorgehen: Die Ergebnisse fallen teilweise von Individuum zu Individuum verschieden aus, wie eine Studie von 2014 belegt. Bis zu 30 Prozent der Probanden reagieren in Sachen Erregbarkeit der Hirnrinde genau umgekehrt wie der Rest der Freiwilligen. Es lässt sich also schon im Labor kaum vorhersagen, welcher Proband wie auf die Stimulation anspricht – wie viel schlechter noch ist die Prognose bei der Anwendung auf der Wohnzimmercouch. Dem einen hilft es bei bestimmten kognitiven Leistungen auf die Sprünge, dem anderen raubt es bei denselben Anforderungen geistiges Potenzial.
Was sollte man unbedingt bedenken, wenn man zur Hirnoptimierung greifen möchte?
In einem offenen Brief haben kürzlich besorgte Forscher um die Neurowissenschaftlerin Rachel Wurzman von der University of Pennsylvania einige Bedenken zusammengetragen. Konkret bezogen sie sich dabei auf die Hirnoptimierungstechnik in den Händen von Laien. Wurzman und ihre Kollegen verweisen nicht nur auf vergleichsweise bekannte Risiken und Nebenwirkungen wie Hautverbrennungen oder die Gefahr von Krampfanfällen. Sie machen auch auf die versteckten Kosten der Stimulation aufmerksam. So reizten etwa 2013 Forscher der University of Oxford bei ihren Versuchspersonen den Scheitellappen, der für einige mathematische Leistungen wichtig ist. Tatsächlich brachte das zwar die numerischen Fertigkeiten auf Trab und steigerte das Lernen von Zahlen. Allerdings verschlechterten sich gleichzeitig andere Gedächtnisleistungen. Wurzman und Kollegen geben zudem zu bedenken, dass die Stromzufuhr durch den Schädel teilweise lang anhaltende Wirkungen habe.
In manchen Studien seien noch einige Monate nach der Stimulation kognitive Veränderungen nachweisbar gewesen, darunter auch unerwünschte. So wie zumindest einige der Privatanwender die Stimulation einsetzen – nämlich täglich und über Monate hinweg –, habe man die Technik in der Forschung noch nie getestet. Wegen der unbekannten Risiken gäbe es vermutlich nicht einmal die Genehmigung dafür. Und so weiß letztlich niemand, was in solchen Fällen die Langzeitfolgen sind.
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