Warum unser inneres GPS unter Stress versagt und wir die Orientierung verlieren

Stress wirkt nicht nur auf Herzschlag und Stimmung. Er verändert auch, wie präzise das Gehirn Räume einschätzt und Wege plant. Wer unter Druck steht, verliert schneller die räumliche Sicherheit – selbst in vertrauter Umgebung. Neue Hirnscans zeigen nun, dass dahinter kein Zufall steckt. Bestimmte hormonelle Veränderungen bringen ein empfindliches Navigationssystem im Gehirn aus dem Takt und schwächen zentrale Zellen für die Orientierung.

Forschende der Ruhr-Universität Bochum haben untersucht, wie eng Stress und räumliche Orientierung zusammenhängen. Ihre Ergebnisse erschienen im Fachjournal PLOS Biology und ergaben: Das Stresshormon verändert die Aktivität bestimmter Nervenzellen, die normalerweise eine stabile innere Karte der Umgebung erzeugen.

Stress bringt das neuronale Koordinatensystem aus dem Gleichgewicht

Betroffen ist der sogenannte entorhinale Kortex. Diese Hirnregion liegt im Schläfenlappen und spielt eine zentrale Rolle bei der räumlichen Orientierung. Dort arbeiten sogenannte Gitterzellen. Sie erzeugen ein regelmäßiges Aktivitätsmuster, das wie ein inneres Gitternetz funktioniert. Dieses Muster hilft dem Gehirn, Positionen und Entfernungen im Raum zu berechnen.

Unter dem Einfluss von Cortisol verliert dieses Muster an Präzision. Die interne Karte wird unscharf. Osman Akan vom Lehrstuhl für Kognitionspsychologie beschreibt den Effekt so: „Unter Stress verliert das Gehirn die Fähigkeit, seine internen Navigationskarten effektiv zu nutzen.“

Virtueller Orientierungstest im Kernspintomografen

An der Studie nahmen 40 gesunde Männer im Alter zwischen 19 und 34 Jahren teil. Jeder absolvierte zwei Testtage. An einem Tag erhielten die Teilnehmer 20 Milligramm Cortisol, am anderen ein Placebo. Währenddessen lagen sie im Kernspintomografen.

Die Aufgabe: In einer virtuellen Wiesenlandschaft sollten sie nacheinander mehrere Bäume ansteuern. Nach jedem erreichten Ziel verschwand der Baum. Anschließend mussten sie ohne vorgegebenen Weg direkt zum Ausgangspunkt zurückfinden. Es gab zwei Varianten des Tests:

• Eine Umgebung ohne feste Orientierungspunkte
• Eine Umgebung mit einem Leuchtturm als dauerhafte Landmarke

So ließ sich prüfen, wie stark die Orientierung vom inneren Navigationssystem abhängt.

Deutlich schlechtere Orientierung unter Cortisol

Das Ergebnis fiel klar aus. Unter Cortisol machten die Teilnehmer signifikant größere Navigationsfehler als unter Placebo. Dieser Effekt zeigte sich unabhängig von Streckenlänge oder Schwierigkeitsgrad.

Besonders stark wirkte sich das Hormon in Umgebungen ohne feste Landmarken aus. Dort verschwamm das typische Aktivitätsmuster der Gitterzellen fast vollständig. Ohne Cortisol war dieses Muster deutlich erkennbar. In den Auswertungen heißt es dazu: „Die gitterähnlichen Aktivitätsmuster waren unter Placebo vorhanden, jedoch nicht unter Cortisol.“

Gehirn aktiviert Ersatzstrategie bei Stress

Interessant war zudem eine verstärkte Aktivierung im rechten Nucleus caudatus. Dieses Hirnareal ist eher für gewohnheitsbasierte Strategien zuständig. „Das deutet darauf hin, dass das Gehirn versucht, den Ausfall des Haupt-Navigationssystems im entorhinalen Kortex durch alternative Strategien zu kompensieren“, erklärt Akan.

Mit anderen Worten: Wenn das präzise innere Koordinatensystem schwächelt, greift das Gehirn auf einfachere Strategien zurück, etwa auf sichtbare Orientierungspunkte.

Frühe Alzheimer-Region reagiert empfindlich auf Stress

Der entorhinale Kortex spielt nicht nur bei Navigation eine Rolle. Er gehört zu den ersten Hirnregionen, die bei Alzheimer geschädigt werden. Frühe Symptome der Erkrankung betreffen häufig die räumliche Orientierung.

Die Forschenden sehen darin einen wichtigen Zusammenhang. „Da chronischer Stress als Risikofaktor für Demenz gilt, liefert unsere Studie einen entscheidenden Mechanismus, wie Stresshormone diese empfindliche Region destabilisieren“, sagt Akan. Damit wird ein biologischer Zusammenhang zwischen langfristigem Stress und kognitivem Abbau sichtbar, der bisher nur vermutet wurde.

Zur Einordnung gehört jedoch: Die verabreichte Cortisol-Menge lag über dem Niveau üblicher Alltagsbelastungen. Trotzdem zeigen die Messungen klar, dass hormonelle Veränderungen zentrale Hirnfunktionen beeinflussen können. Selbst innerhalb der jungen Altersgruppe traten Unterschiede auf. Teilnehmer am oberen Ende der Altersspanne von 19 bis 34 Jahren machten etwas größere Navigationsfehler. Warum das so ist, bleibt bislang ungeklärt.

Kurz zusammengefasst:

• Stress beeinträchtigt die Orientierung, weil das Hormon Cortisol das neuronale Gitternetz im entorhinalen Kortex stört und dadurch das innere Koordinatensystem des Gehirns destabilisiert.
• In einer kontrollierten Studie mit 40 jungen Männern führten 20 Milligramm Hydrocortison zu deutlich größeren Navigationsfehlern, besonders ohne feste Orientierungspunkte.
• Da der entorhinale Kortex früh bei Alzheimer betroffen ist, liefern die Ergebnisse einen biologischen Hinweis darauf, wie chronischer Stress kognitive Funktionen langfristig beeinflussen kann.

Übrigens: Während Forscher zeigen, wie Stress das innere Navigationssystem schwächt, entdecken Wissenschaftler in den USA einen speziellen Zelltyp, der unsere Orientierung im Raum überhaupt erst stabil hält und bei Alzheimer früh ausfällt. Welche Rolle diese sogenannten LR-Zellen spielen und warum sie für Diagnose und Therapie wichtig werden könnten, mehr dazu in unserem Artikel.

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