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Glück im und durch Sport. Neurokognitive Überlegungen erklären ein schon lang bekanntes Phänomen

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Glück im und durch Sport. Neurokognitive Überlegungen erklären ein schon lang bekanntes Phänomen

Glück im Sport?
Prof. Dr. Oliver Stoll, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Schwenkmezger (1993) gibt in seinem Kapitel zu Psychologischen Aspekten des
Gesundheitsports einen ersten Überblick zu Erklärungsmodellen nach Wirkmechanismen von
sportlicher Aktivität auf kurzfristige, psychische Effekte. Dabei geht er von insgesamt neun
verschiedenen Modellen aus, die sich je nach Wirkmechanismus allgemein oder
sportspezifisch formulieren lassen. Er unterscheidet weiterhin physiologische Modelle von
eher psychologischen Modellen und integriert als drittes die sogenannten Mischmodelle. Zu
den physiologischen Modellen gehören 1.) die Thermoregulationshypothese (bzw. das sog.
Physiologische Aktivierungsmodell), die Katecholaminhypothese sowie die
Endorphinhypothese. Sowohl Katecholamin- als auch Endorphinhypothese zählt er zu den
sportspezifischen Modellen, da der dort beschriebene Wirkmechanismus zwingend vom
Vorliegen körperlicher Aktivität ausgeht. Zu den psychologischen Erklärungsmodellen zählen
nach Schwenkmezger (1993) die Selbstwirksamkeits- sowie die Ablenkungshypothese
(allgemein) sowie die Wirksamkeit mediativer Bewußtseinszustände (sportspezifisch). Zu den
Mischmodellen zählt er ein Kumulationsmodell (Kumulation verschiedener, vorher
beschriebener Effekte), die Wirksamkeit unspezifischer Begleitumstände (Placebo) sowie das
sog. Zweidimensionale Aktivierungsmodell. Schwenkmezger (1993) erläutert in seinem
Kapitel die einzelnen Modelle unter Bezugnahme auf die jeweiligen Primärquellen näher. An
dieser Stelle soll dies jedoch nur in ganz wenigen Sätzen geschehen., da erstens diese Modelle
auch schon 1993 lediglich als Hypothesen vorgestellt wurden und sich zweitens die
Sichtweise auf diese Modelle komplett verändert hat. Darüber hinaus konnten einige dieser
Einzelerklärungsversuche einer empirischen Prüfung nicht stand halten. Wie noch
aufzuzeigen ist, wäre ein Alleinvertretungsanspruch einer einzigen Erklärung für diese
positiven, kurzfristigen psychischen Veränderungen völlig illusorisch. Die o.g.
physiologischen Modellen gehen alle davon aus, dass die Entstehung von Wohlbefinden
(oftmals wird auch der Begriff des „Runner`s High) verwendet eng mit eben physiologischen
Prozessen verbunden ist. Bei der Thermoregulationshypothese wurde davon ausgegangen,
dass durch körperliche Aktivität die Durchblutung peripherer Organe zunimmt und damit
auch ein Körpertemperaturanstieg verbunden ist, der dann als entspannend und wohltuend
erlebt wird. Die Katecholamin- und auch die Endorphinhypothese haben beide einen
grundsätzlich ähnlichen Zugang. Beide Modelle postulieren entweder einen Anstieg von
Katecholaminen oder eben eine vermehrte Ausschüttung von Endorphinen durch sportliche
Aktivität. Stoffwechselprodukte von Katecholamin (wie z.B. Dopamin) aber auch das
weithin bekannte Beta-Endorphin sollen dann im limbischen System für die Veränderung
negativer Stimmungszustände verantwortlich sein. Die Selbstwirksamkeitshypothese basiert
auf der Annahme von Bandura, dass es durch sportliche Aktivität zu individuellen,
subjektiven Kontrollerfahrungen kommen kann. Das Individuum lernt, dass es im und durch
Sport Barrieren überwinden kann. Diese Erfahrung bewirkt dann, dass „man sich besser
fühlt“. Die Ablenkungshypothese geht davon aus, dass ein aktuell sportlich aktiver Mensch,
sich vom alltäglichen Stress ablenken - also „auf andere Gedanken kommen“ kann. Wir
werden diese wie auch die folgende nämlich die Hypothese der Wirksamkeit mediativer
Bewusstseinszustände (bzw. die sog. Flow-Erfahrungen) im Zusammenhang mit einem
komplexeren Modell noch einmal aufnehmen. Die Hypothese der Kummulation
verschiedener Effekte ist selbsterklärend. Im Prinzip sollen alle vorher genannten Prozesse
zusammenwirken und so zu einem verbesserten Wohlbefinden führen. Bei der Wirksamkeit
unspezifischer Begleitumstände geht man davon aus, dass es eben nicht das Sporttreiben ist,
was zu einem „Sich besser fühlen“ führt, sondern eben Begleitumstände, wie z.B. die
Anwesenheit einer netten Übungsleiterin.
In den vergangenen 13 Jahren sind nun einige dieser Theorien empirisch auf den Prüfstand
gekommen. Darüber hinaus haben sich neue Theorien bzw. Erklärungshypothesen entwickelt.
Insgesamt gesehen verbleiben aus heutiger Sicht lediglich zwei Theorien, die allerdings einige
Ideen bzw. Ansätze aus den vorher erläuterten Hypothesen integriert haben. Darüber hinaus
existiert mit der Transienten Hypoforntalitätshsypothese (Dietrich, 2004, 2006) eine neue und
komplexere Sicht auf die Wirkungsweise von sportlicher Aktivität auf kurzfristige
Wohlbefindensverbesserungen bzw. zu veränderten Bewusstseinszuständen. Worüber
sprechen wir also? Pargman & Baker (1980, p.342) beschreiben diese Empfindung als
„euphoric sensation, experienced during running, usually unexpected, in which the runner
feels a heightened sense of well-being, enhanced appreciation of nature, and transcendence of
barriers of time and space“. Es wird deutlich, dass sich eine solch weite Definition und fast
esoterische Beschreibung dieses Zustands, nicht eignet, um eine einzige operatioale
Definition zu entwickeln oder sogar eine empirisch überprüfbare Hypothese abzuleiten. Es
macht also Sinn darüber nachzudenken, wie sich eine etwas eingegrenztere
Operationalisierung entwickeln lässt, die sich im weiteren auch über das Verhalten
quantifizieren lässt. Hierzu würde zum Beispiel ein schmerzfreier oder stark entspannter
Zustand zählen. Diese Zustände ließen sich auf einer empirischen Basis sehr viel besser
operationalisieren, als die weithin bekannten mythischen und teilweise verklärten
Selbstberichte. Kommen wir aber zum eigentlichen Thema zurück. Wie kann also eine
motorisch sehr einfache Tätigkeit wie zum Beispiel das Dauerlaufen zu einer solchen
Erfahrung führen? Was geschieht im Gehirn, wenn man bei einer bestimmten Herzfrequenz
einen Schritt vor den anderen setzt? Die wohl populärste und am weitesten verbreitete
Erklärung hierfür bietet die schon vorher genannte Endorphintheorie, die davon ausgeht, dass
der Neurotransmitter Beta-Endorphin während sportlicher Aktivität im Gehirn entsteht und im
limbischen System zu diesen euphorischen Zuständen führt. Es existieren allerdings eine
Reihe schwerwiegender methodischer, diagnostischer sowie Plausibilitätsprobleme mit dieser
Hypothese und sie gilt mittlerweile weitestgehend als widerlegt (Dietrich & McDaniel, 2004,
Stoll, 1997, Stoll & Stoll, 1996). In den vergangenen Jahren haben namhafte
Neurowissenschaftler, darunter auch einer der „Urväter“ der Endorphinforschung Solomon
Snyder (Snyder war Co-Autor in der Publikation, die erstmals die Existenz von
Opiatrezeptoren berichtete) und auch der Neurowissenschaftler Huda Akil dieses
Erklärungsmodell als „overly simplicistic“, „poorly supported by scientific evidence, und
„myth perpetrated by pop culture“ beschrieben (Kolata, 2002). Neuere Studien bringen
weitere, unseres Erachtens vielversprechende „Kandidaten“ ins Spiel – die
Endocannabinoide. Das Endocannabinoid-System umfasst die Cannbinoid-Rezeptoren CB1
und CB2 mit ihren natürlichen Liganden und den nachgeschalteten intrazellulären
Signalverarbeitungs- und Effektormechanismen. CB1-Rezeptoren sind im Gehirn
ungleichmäßig verteilt und besonders stark in Hirnbereichen, die beispielsweise eine
Bedeutung bei Koordination von Bewegungen haben und bei der Verarbeitung von
Sinneseindrücken sowie bei der Schmerzverarbeitung und bei Gedächtnisprozessen haben,
konzentriert. Dies steht in Übereinstimmung mit den bekannten akuten Wirkungen von
Marihuana, also totale Entspannung, Veränderung der Muskelkoordination, Intensivierung
von Sinneseindrücken, Schmerzlinderung und Veränderungen kognitiver
Informationsverarbeitungsvorgänge. Russo (2004) konnte zeigen, dass die Aktivierung des
Endocannbinoidsystems nachweislich zu sehr intensiven subjektiven Erfahrungen, zu
Schmerzlinderung sowie zu verringerter situativer Ängstlichkeit, einem Zustand der ruhigen
Introspektion, einem allgemeinen Wohlbefinden und der Empfindung des Verlusts der
Wahrnehmung von Zeit und Raum führt. Die Wirkdauer der bisher bekannten
Endocannabinoide bewegt sich im Bereich von einigen Minuten, ist also wesentlich kürzer als
die der pflanzlichen Cannabinoide. Sie werden von den Körperzellen offenbar in
unmittelbarer Umgebung ihres Wirkortes abgegeben und von bestimmten Enzymen
vergleichsweise rasch wieder zu unwirksamen Substanzen abgebaut oder wieder in die Zellen
aufgenommen. Als die o.g. Rezeptoren entdeckt wurden, war es nur eine Frage der Zeit, bis
Wissenschaftler auf die erfolgreiche Suche nach Enndocannbinoid-Rezeptoren gegangen sind
(Matias, et. al., 2002) und schließlich den letzten kleinen Schritt gingen, um heraus zu finden,
ob denn sportliche Aktivität das Endocannabinoidsystem „anschalten“ kann. Und genau dies
gelang Sparling et al. (2003). Diese Erkenntnis führt uns nun zur Spekulation, dass das sog.
„Exercisers High“ möglicherweise eher ein „Cannbinoid High“ ist (vgl. Dietrich, 2007) ist.
An dieser Stelle sei jedoch erneut auf eine vorsichtige Betrachtung hingewiesen, denn es ist
u.E. eher unwahrscheinlich, dass ein solch komplexes Erleben auf eine einzige Veränderung
in einem kleinen Neurotransmittersystem zurückzuführen ist. Es ist wohl wahrscheinlicher,
dass eine neuronal betrachtet sehr komplexe Aktivität wie das Laufen, mehrere
Veränderungen in verschiedenen Neurotransmittersystemen zur Folge hat.
Zusätzlich zur eher neurochemischen Endocannbinoidhypothese kann die schon in Kapitel 1
näher beleuchtete Transiente Hypofrontalitätsthypothese (TTH) exakt die bislang behandelten
Wohlbefindenseffekte erklären. Wir wissen mittlerweile, dass sportliche Aktivität massiv die
neuronale Aktivität in den Hirnarealen des motorischen und sensorischen Kortex sowie in den
autonomen Regionen erhöht (Sokoloff, 1992, Vissing et al., 1996). Entgegen der bislang so
populären Annahme, steigt die Sauerstoffversorgung des Gehirns während sportlicher
Aktivität nicht (Ide & Secher, 2000). Die THH argumentiert nun wie folgt: Grosse
Muskelmassen sind notwendig, um einen Sportler in Bewegung zu bringen. Hierzu leistet das
Gehirn entsprechende Rechenleistung und es kommt zu einer sehr starken Aktivierung vieler
Hirnareale. Da das Gehirn in dieser Situation der sportlichen Aktivität nur über einen
begrenzten metabolischen Haushalt verfügt, führt diese massive Aktivierung großer
Hirnareale zu einer schweren Belastung der kognitiven Ressourcen zur
Informationsverarbeitung. Wenn die Energie begrenzt ist, dann kann eine neuronale Struktur
nur auf Kosten einer anderen arbeiten. Und dies führt eben dazu, dass Verschiebungen von
Ressourcen zu den sensorischen, motorischen und autonomen Hirnarealen während
körperlichen Aktivität stattfinden. Dies hat zur Folge, dass es dann begleitend zu einer
vorübergehenden Verringerung der neuronalen Aktivitäten in den Strukturen, die für die
Steuerung der körperlichen Aktivität nicht zwingend notwendig sind, kommt. Das Gehirn
reguliert also neuronale Strukturen herunter, die beispielsweise für die höheren, kognitiven
Aufgaben sowie für die emotionale Informationsverarbeitung zuständig sind, und die im
vorderen Stirnlappen repräsentiert sind. Dieses Herunterregulieren des präfrontalen Kortex,
der zuständig für das Funktionieren der höheren, kognitiven Zentren ist, kann einiges von den
eingangs beschriebenen Phänomen des Runner`s High erklären: Schmerzlinderung, der
Verlust der Wahrnehmung von Zeit und Raum, fließende Aufmerksamkeit, und ein Gefühl
von Enthemmtheit. All dies sind Symptome von präfrontaler Hypofunktion. Daraus ableitend
könnte man vorhersagen, dass mentale Prozesse, die im wesentlichen im präfrontalen Kortex
stattfinden, also beispielsweise Arbeitsgedächtnisfunktionen, bewusste
Informationsverarbeitung sowie exekutive Aufmerksamkeitsregulation, während
ausdauernder, intensiver körperlicher Aktivität nicht mehr oder nur eingeschränkt ablaufen
können. Und dies konnte kürzlich tatsächlich empirisch nachgeweisen werden (Diedrich &
Sparling, 2004). Die Hypothese, dass ein sportinduzierter Zustand der transienten frontalen
Hypofunktion existiert könnte dann auch darüber hinausgehende, eher langfristige Effekte im
Bereich der Angstreduktion oder Depressionsminderung erklären (Baxter, 1990; Mayberg
1997). Während andauernder sportlicher Aktivität kann diese exzessive neuronale Aktivität
im Gehirn nicht lange aufrecht erhalten werden und das Gehirn muss dann zwangsläufig in
einem solchen „sicheren Modus“ fahren, um eben dann die Areale weiter aktiv zu halten, die
notwendigerweise für die Berechnung und Steuerung, der mit der sportlichen Aktivität
verbundenen Prozesse aufrecht erhalten zu können. Dies sind vor allen Dingen die
motorischen und sensorischen Kortizeeareale sowie einige Bereiche im Zwischenhirn wie
Teile des Hippocampus und der Basalganglien sowie des Kleinhirns. Die höheren kognitiven
Zentren, die im Wesentlichen für kognitives, subjektives Widerspiegeln,
Informationsverarbeitung, Planungs- und Problemlöseprozesse verantwortlich sind, werden
herunterreguliert. Und genau diese Areale sind bei depressiven und Angstpatienten
symptomatisch hyperaktiv. Intrusionen, negative Selbstgespräche und sich ständig
wiederholende kognitive Planungs- und Problemlöseversuche dominieren die kognitive
Aktivität dieser Patienten. Durch sportliche Aktivität werden diese Areale aufgrund der o.g.
hirnphysiologischen Prozesse „einfach“ herunterreguliert.
Dietrich (2006) bringt es auf den Punkt „Der psychologisch-gesundheitliche Gewinn, den der
Mensch aus regelmäßiger, sportlicher Aktivität erzielt liegt im wesentlichen in dem Aufwand,
den das Gehirn aufbringen muss, um eine Aktivierung großer Muskelgruppen zu
bewerkstelligen“. Die THH ist noch relativ jung und findet gerade erst Anerkennung in der
Kognitiven Psychologie, aber auch in den Bereichen der Psychotherapie sowie in der
gesundheitsorientierten Sportpsychologie. So gelang es z.B. Reinhardt, Wiener, Heimbeck,
Stoll, Lau & Schliermann (2008) basierend auf den Prinzipien der THH Flow-Zustände bei
depressiven Patienten durch Belastung auf einem beanspruchungsorientierten Laufband
gezielt zu erzeugen und somit zumindest kurzfristig einen depressionsmindernden Effekt bei
den Patienten zu erzielen.
Zusammenfassend lässt sich also feststellen, dass es im Prinzip aktuell zwei tragfähige
Erklärungsmodelle zu den kurzfristigen, positiven Stimmungsveränderungen durch intensive,
sportliche Aktivität gibt. Zum einen ist dies die Endocannbinoidtheorie, die davon ausgeht,
dass sportliche Aktivität dieses Neurotransmittersystem aktivieren kann, was dann zu den
bekannten Effekten führt. Zum zweiten ist es die Transiente Hypofrontalitätshypothese, einem
Ansatz aus der kognitiven Neuropsychologie, die von einer Herunterregulierung präfrontaler
Hirnregionen durch sportliche Aktivität ausgeht. Damit verbunden ist eine Verminderung
bewusster, kognitiver Prozesse, wie sie beim „Grübeln“ und Problemlösen auftreten
(Ablenkungshypothese) sowie der Verlust von Raum- und Zeitwahrnehmung und dem Gefühl
einer dahin fliessenden Aktivität ohne bewusster Anstrengung (Mediative Bewusstseinszu-
stände/ Flow-Erfahrungen).
Literatur
Dietrich, A. (2004). Neurocognitive mechnisms underlying the experience of flow.
Concsiousness and Cognition, 13, 746-761.
Dietrich, A. (2006). Transient hypofrontality as a mechanism for the psychological effects of
exercise. Psychiatry Research, 145, 79-83.
Reinhardt, C., Wiener, S., Heimbeck, A, Stoll, O. Lau, A. & Schliermann, R. (2008). Flow in
der Sporttherapie der Depression ein beanspruchungsorientierter Ansatz.
Bewegungstherapie und Gesundheitssport, 24, 147-151.
Schwenkmezger, P. (1993). Psychologische Aspekte des Gesundheitssports. In H. Gabler,
J.R. NItsch, & R. Singer (Hrsg.), Einführung in die Sportpsychologie, Teil 2:
Anwendungsfelder (S. 204-221). Schorndorf: Hofmann.
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Article
Although exercise is known to promote mental health, a satisfactory understanding of the mechanism underlying this phenomenon has not yet been achieved. A new mechanism is proposed that is based on established concepts in cognitive psychology and the neurosciences as well as recent empirical work on the functional neuroanatomy of higher mental processes. Building on the fundamental principle that processing in the brain is competitive and the fact that the brain has finite metabolic resources, the transient hypofrontality hypothesis suggests that during exercise the extensive neural activation required to run motor patterns, assimilate sensory inputs, and coordinate autonomic regulation results in a concomitant transient decrease of neural activity in brain structures, such as the prefrontal cortex, that are not pertinent to performing the exercise. An exercise-induced state of frontal hypofunction can provide a coherent account of the influences of exercise on emotion and cognition. The new hypothesis is proposed primarily on the strength of its heuristic value, as it suggests several new avenues of research.
Neurocognitive mechnisms underlying the experience of flow
  • Literatur Dietrich
Literatur Dietrich, A. (2004). Neurocognitive mechnisms underlying the experience of flow. Concsiousness and Cognition, 13, 746-761.
Psychologische Aspekte des Gesundheitssports
  • P Schwenkmezger
Schwenkmezger, P. (1993). Psychologische Aspekte des Gesundheitssports. In H. Gabler, J.R. NItsch, & R. Singer (Hrsg.), Einführung in die Sportpsychologie, Teil 2: Anwendungsfelder (S. 204-221). Schorndorf: Hofmann.