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Zürich (pte004/08.12.2011/06:15) - Bei Muskelermüdung spielt das
Gehirn eine wichtige Rolle. Forscher der Universität Zürich
http://uzh.ch haben einen Mechanismus aufgedeckt, der bei ermüdenden
Aufgaben eine Reduktion der Muskelleistung bewirkt. "So wird dafür
gesorgt, dass die eigenen physiologischen Grenzen nicht überschritten
werden. Der Körper wird vor Überlastung geschützt, damit bei
Todesgefahren Reservekapazitäten übrig bleiben", sagt Studienleiter Kai
Lutz im pressetext-Gespräch.
Empirischer Beweis
erbracht
Die Wissenschaftler waren bereits theoretisch davon ausgegangen, dass
Muskelermüdung und Änderungen der Interaktion zwischen neuronalen
Strukturen zusammenhängen. Mit ihrer Studie konnten sie diesen
Mechanismus nun erstmals empirisch nachweisen. Die Forschenden konnten
zeigen, dass im Verlauf einer
ermüdenden Aufgabe Nervenimpulse aus dem Muskel - ganz ähnlich wie
Schmerzinformationen - das primäre motorische Areal hemmen.
Nachweisen konnten sie dieses Phänomen anhand von Messungen, bei denen
Probanden ermüdende Oberschenkelkontraktionen wiederholt haben.
Ermüdungsbedingte Hemmprozesse fielen signifikant schwächer aus. Im
zweiten Schritt wurden mit Hilfe einer funktionellen
Magnetresonanztomographie jene Hirnregionen lokalisiert, welche kurz vor
dem Abbruch einer kraftfordernden Aufgabe einen Aktivitätsanstieg
verzeichnen.
Kommunikation wird
intensiver
Es sind der Thalamus und der
insuläre Kortex. Das sind Hirnareale, die auch Informationen
analysieren, welche dem Organismus eine Bedrohung vermitteln, wie
beispielsweise Schmerz oder Hunger. Im letzten Schritt konnten
die Forscher nachweisen, dass
die hemmenden Einflüsse auf die motorische Aktivität tatsächlich via
insulären Kortex vermittelt werden. Bei Tests mit dem Fahrradergometer
konnten sie beweisen, dass die Kommunikation zwischen dem insulären
Kortex und dem primären motorischen Areal mit fortschreitender Ermüdung
intensiver wurde.
"Dies kann als Beleg dafür gelten, dass das gefundene neuronale
System nicht nur das Gehirn informiert, sondern auch tatsächlich
regulierend auf die motorische Aktivität einwirkt", so
Doktorandlin Lea Hilty. Neuropsychologe Lutz verweist auf das neue
Forschungsfeld, das sich mit diesen Ergebnissen nun eröffnet: "Die
Erkenntnisse sind ein wichtiger Schritt bei der Aufdeckung der Rolle, die das Gehirn bei der
Muskelermüdung spielt. Auf Basis dieser Arbeiten wird es nicht
nur möglich, Strategien zur Optimierung muskulärer Leistung zu
entwickeln, sondern auch gezielt nach Gründen für reduzierte muskuläre
Leistungsfähigkeit bei verschiedenen Krankheiten zu forschen." |
