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Jogger im Schnee

Sich schlau laufen Marathon und Gehirn

Die Frage, wie Bewegung das Gehirn reorganisiert, treibt heute die Forschung um. Denn heute weiß man, dass das Gehirn plastisch ist: Neue Gehirnzellen können gebildet werden, wenn neue Fähigkeiten erlernt werden. Und das passiert nicht nur beim Musikmachen, Schachspielen oder Taxifahren, sondern auch – und in ganz erstaunlichem Ausmaß – beim Sport, und zwar vor allem beim Ausdauersport.

An die Grenzen gehen. Den Kick erleben. Den Flow. Runners High! Extremsport ist eine Massenbewegung geworden. Die Anzahl der aktiven Athletinnen und Athleten, die in der Deutschen Triathlon Union registriert sind, hat sich in den letzten 5 Jahren verdoppelt. Doch den wenigsten dürfte bekannt sein, dass Extremausdauersport nicht nur Auswirkungen auf ihre Muskeln hat, sondern auch ihr Gehirn umbaut.

Grafik eines menschlichen Gehirns

Sport kann offenbar Bereiche des Gehirns, die für kognitive Vorgänge zuständig sind, entlasten

Verschiebung der Aktivität

Dass Bewegung positive Auswirkungen auf das Gehirn hat, ist schon lange bekannt. Der Neurowissenschaftler Stefan Schneider will allerdings mehr erreichen, als solche positiven Effekte nur festzustellen – er will beweisen, wie und warum Sport sich neuronal auswirkt. Stefan Schneiders These lautet: Sport kann offenbar Bereiche des Gehirns, die für kognitive Vorgänge zuständig sind, entlasten.

Denn die physische Anstrengung verschiebt das Aktivitätszentrum im Cortex. Statt für kognitive und emotionale Prozesse werden die Ressourcen zunehmend in Regionen gebraucht, die etwa für Muskulatur, Atmung und Körperwahrnehmung zuständig sind.

Das heißt: Große körperliche Anstrengungen verschieben die Aktivitäten in der Großhirnrinde. Und die zeitweise Reduktion der Denkvorgänge während des Laufens erhöht nach dem Ausdauersport die Leistungsfähigkeit des Gehirns.

zwei Jogger

Laufen setzt jede Menge Endorphine frei, körpereigene morphinähnliche Substanzen, die bei der Verarbeitung von Gemütserregungen eine wesentliche Rolle spielen

Den Kopf frei laufen

Aber der Kopf wird beim Marathonlauf nicht nur "frei", bei langem Laufen kommt es darüber hinaus auch zu einem überwältigenden Glücksgefühl, dem Runner’s High. Laufen setzt jede Menge Endorphine frei, körpereigene morphinähnliche Substanzen, die bei der Verarbeitung von Gemütserregungen eine wesentliche Rolle spielen und eine schmerzunterdrückende Wirkung haben.

Hohe Dosen von Endorphinen sind vom Körper ursprünglich für lebensbedrohende Situationen vorgesehen. Sie lassen Schmerzen vergessen und versetzen Menschen in die Lage, sonst geschützte Leistungs-Reserven abzurufen. Bislang konnten die Endorphine nur im Blut nachgewiesen werden.

Dass Endorphine bei Extremsport auch im Gehirn aktiv sind, war lediglich eine Vermutung. Im Labor des Instituts für Radiologie der Universität Bonn haben sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Prof. Henning Boecker nun dieses Problems angenommen.

Ein Mann und eine Frau sitzen mit einem Bier in der Hand auf der Strasse. Sie haben ihre Schuhe und Strümpfe ausgezogen.

Nach den Strapazen des Tages lautet die Devise: Entspannen! Und wenn die Füße gelüftet sind, kann es bald mit dem Training weitergehen - z.B. für den Mainzer Gutenberg-Marathon.

Endorphine gegen Schmerzen

Prof. Henning Boecker und seinem Team ist es nun gelungen, das Auftreten von Endorphinen direkt im Gehirn zu messen. Dazu haben sie einer Versuchsperson eine Substanz gespritzt, die sich an bestimmten, für Rauschzustände verantwortlichen Stellen im Gehirn anlagert. Diese Substanz hatten sie außerdem radioaktiv markiert, um ihr Vorhandensein anschließend im Computertomographen messen zu können.

Die radioaktiv markierte Substanz konnte sich nach dem Ausdauersport nicht mehr anlagern, weil ihre Bindungsstellen im Gehirn bereits von Endorphinen besetzt waren. Vor allem dort, wo das Gehirn eine emotionale Bewertung von Schmerzen vornimmt. Joggen macht also nicht nur high, sondern auch schmerzfrei. Die vermehrte Produktion von Endorphinen durch Ausdauerlauf wirkt wie ein körpereigenes Schmerzmittel.

Die Psychologie kennt das Phänomen der Sportsucht. Ultralauf nennt man die Strecken, die weit über einen Marathonlauf hinausgehen. Ultraläufe können 24 Stunden dauern, quer durch Europa gehen oder sich gar über 5.000 km erstrecken. Häufig sind die klimatischen und geografischen Bedingungen außergewöhnlich.

rennender Mann

Im Extremsport finden sich die letzten Heldinnen und Helden der Leistungsgesellschaft

Nach dem Marathon kommt der Ultramarathon

Der Badwater Ultramarathon im kalifornischen Death Valley findet bei Temperaturen von 50 Grad statt. Beim Montane Yukon Arctic Ultra in Kanada liegen die Durchschnittstemperaturen zwischen -12 und -25 Grad. Beim höchsten Ultramarathon der Welt, dem La Ultra im Indischen Himalaya, müssen die Läufer und Läuferinnen in weniger als 72 Stunden 333 Kilometer bewältigen und drei 5.000-Meter-Pässe überwinden.

Um diese Strapazen zu verkraften, reicht das Runner‘s High nicht aus: Ultraläufe bedeuten für den Körper eine extreme Belastung, insbesondere für den Bewegungsapparat: Gelenkverschleiß, Arthrose, Achillessehnenbeschwerden, schwere Muskelkrämpfe. Was passiert im Gehirn der Ausdauersportlerinnen und Ausdauersportler, wenn sie müde werden? Welche Rolle spielt das ermüdete Gehirn bei Verletzungen im Sport und mit welchen objektiven wissenschaftlichen Methoden kann man diese Ermüdung messen?

Diese Fragen versuchen Prof. Jochen Baumeister und Prof. Claus Reinsberger von der Universität Paderborn am deutschlandweit einzigen Lehrstuhl für Sportneurologie zu klären. Dabei liegt die Schwierigkeit darin, dass das Gehirn, anders als z.B. ein Muskel, keine einheitliche Struktur hat, sondern sich eher als ein Konglomerat aus verschiedenen Netzwerken darstellt.

Medaillen für die Teilnehmer des Mainzer Gutenberg-Marathons

Noch ein Preis: Aus verschiedenen internationalen Studien weiß die Forschung: Ausdauersport und vor allem Laufen regt die Neubildung von Synapsen im Gehirn an, und zwar gerade in den Bereichen, die für Lern- und Gedächtnisleistungen zuständig sind

Laufen gegen Parkinson und Alzheimer

Dieses Netzwerk wollen die Paderborner Wissenschaftler verstehen, damit sie darin nach Biomarkern suchen können. Einer der wichtigsten Biomarker, die die Sportmedizin heute kennt, ist das Lactat. An der Lactatkonzentration im Blut kann man ablesen, wie müde ein Muskel bereits ist und wann ein Training beendet werden muss. Doch welche Körpersubstanz könnte ähnlich eindeutig über den Ermüdungszustand des Gehirns Auskunft geben? Was wäre sozusagen das Lactat des Gehirns?

Um diesem Rätsel auf die Spur zu kommen, arbeitet Baumeister mit norwegischen Biathletinnen und Biathleten zusammen. Die Sportler am Olympiastützpunkt in Trondheim sind gern bereit, sich für die Forschungen zur Verfügung zu stellen und die medizinischen Untersuchungen vor, während und nach der sportlichen Belastung über sich ergehen zu lassen.

Institutsleiter Claus Reinsberger ist überzeugt davon, dass es irgendwann möglich sein wird, gegen Krankheiten wie Parkinson und Alzheimer durch gezielte Bewegungsabläufe vorzubeugen. Aus verschiedenen internationalen Studien weiß die Forschung: Ausdauersport und vor allem Laufen regt die Neubildung von Synapsen im Gehirn an, und zwar gerade in den Bereichen, die für Lern- und Gedächtnisleistungen zuständig sind.

Nackter Jogger am Ahlbecker Strand auf Usedom

Nackt-Joggen bringt neue Trainingsimpulse für das Gehirn mit sich. Doch nackt in der Öffentlichkeit zu joggen, ist kein Bürgerrecht. Das hat der zweite Bußgeldsenat des Oberlandesgerichts Karlsruhe entschieden.

Abwechslung im Training

Aufgrund dieser neuen Erkenntnisse konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Halle Wittenberg eine Trainingsmethode entwickeln, die es ermöglicht, den Ermüdungszustand des Gehirns hinauszuzögern. Sie baut auf dem Prinzip der Abwechslung auf: Wer dem Gehirn beim Training immer wieder neue Impulse bietet, kann damit tatsächlich erreichen, dass die Ermüdungsphase erst später eintritt, und zwar nicht nur während des Trainings, sondern auch beim Wettkampf, bei dem die Bewegungsformen dann ja wieder eher monoton sind.

Doch welche neuronalen Prozesse in welchen Teilen des Gehirns während und nach der sportlichen Belastung ablaufen, ist noch lange nicht ausreichend erforscht.

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