Warum macht Denken müde? Hohe Konzentration hat einen Preis

Wer stundenlang konzentriert arbeitet oder lernt, kennt das Gefühl: Die Buchstaben verschwimmen vor den Augen, die Gedanken schweifen ab, selbst kleinste Denkaufgaben fallen plötzlich schwer. Nach mehreren Stunden kognitiver Arbeit macht der Kopf nicht mehr mit. Doch warum macht Denken so müde, obwohl der Körper dabei meist kaum beansprucht wird? Eine mögliche Erklärung ist im Gehirn selbst zu finden: Intensive geistige Anstrengung verändert offenbar den Stoffwechsel bestimmter Nervenzellen. Das könnte erklären, warum die Motivation nach längerer Denkarbeit deutlich nachlässt.

Forscher um Prof. Alexander Soutschek vom Universitätsklinikum Würzburg haben diesen Zusammenhang untersucht. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Dabei stießen sie auf einen überraschenden Effekt: Eine im Versuch künstlich gesteigerte geistige Leistungsfähigkeit führte anschließend zu stärkerer Ermüdung. Offenbar hat besonders intensives Denken einen biologischen Preis.

Ein Botenstoff liefert Hinweise

Eine mögliche Ursache fanden die Wissenschaftler im präfrontalen Kortex. Dieser Bereich liegt im vorderen Teil des Gehirns und übernimmt anspruchsvolle Aufgaben – so hilft er dabei, die Aufmerksamkeit zu lenken, Informationen kurzfristig zu behalten und Entscheidungen vorzubereiten. Wer konzentriert arbeitet oder schwierige Probleme löst, beansprucht diese Hirnregion besonders stark.

Dabei kommt ein Botenstoff ins Spiel: Glutamat. Er sorgt dafür, dass Nervenzellen Informationen untereinander austauschen können. Ohne ihn wären Lernen, Denken und Erinnern kaum möglich. Allerdings muss das Gehirn seine Anstrengung sorgfältig regulieren. Schon frühere Untersuchungen hatten Veränderungen des Glutamatstoffwechsels nach intensiver geistiger Arbeit festgestellt. Unklar blieb aber, ob diese Veränderungen tatsächlich zur Erschöpfung führen.

Nach sportlicher Denkarbeit lockt auch Belohnung nicht

Um den Zusammenhang zu untersuchen, absolvierten 31 gesunde Erwachsene eine anspruchsvolle Gedächtnisaufgabe. Sie mussten sich dafür 20 Minuten lang konzentrieren. Währenddessen regten die Forscher bei einem Teil der Versuchspersonen den präfrontalen Kortex mit schwachem elektrischem Strom an. Die übrigen erhielten eine Scheinbehandlung. So ließ sich vergleichen, wie eine verstärkte Hirnaktivität die geistige Leistung beeinflusst.

Zunächst schien die zusätzliche Anregung einen Vorteil zu bringen: Die stimulierten Teilnehmer schnitten bei der Gedächtnisaufgabe besser ab. Danach jedoch änderte sich das Bild. Sie waren weniger bereit, sich erneut geistig anzustrengen. Das Team überprüfte dies mit einer einfachen Wahl: Schwierige Aufgaben versprachen eine höhere Belohnung, leichte Aufgaben eine geringere. Nach der Stimulation sank die Bereitschaft, sich für mehr Belohnung mit zusätzlichen Denkaufwand anzustrengen.

Mangelnde Motivation ist keine Frage der Willenskraft

Parallel untersuchten die Wissenschaftler den Stoffwechsel im Gehirn. Dafür nutzten sie die Magnetresonanzspektroskopie, ein Verfahren, das bestimmte chemische Stoffe im Gehirngewebe messbar macht. Die Messungen erfolgten vor und nach der geistigen Belastung. Bei der aktiven Hirnstimulation stieg die Konzentration von Glutamat im untersuchten Bereich stärker an als bei der Scheinbehandlung. Auch bei verwandten Stoffwechselprodukten fanden sich entsprechende Veränderungen.

Die statistische Auswertung ergab einen Zusammenhang zwischen dem erhöhten Glutamatwert und der geringeren Bereitschaft, sich weiter anzustrengen. „Ermüdung ist also nicht einfach eine Frage der Willenskraft“, erklärt Studienleiter Soutschek. Ein weiteres Experiment lieferte einen wichtigen Hinweis: Die Veränderungen traten vor allem nach längerer geistiger Anstrengung auf. Bei einer Aufgabe mit geringen Konzentrationsanforderungen blieb der entsprechende Effekt aus.

Was die Erkenntnisse für den Alltag bedeuten

Für Menschen, die täglich über längere Zeit konzentriert arbeiten, ist vor allem ein Ergebnis interessant: Höhere geistige Leistung bedeutet nicht, dass diese Menschen eine größere Ausdauer besitzen. Zumindest unter experimentellen Bedingungen ging die verbesserte Leistung mit einer geringeren Motivation für anschließende Aufgaben einher. Das Gehirn reagiert auf intensive Beanspruchung demnach möglicherweise mit Stoffwechselveränderungen, die weitere Anstrengung weniger attraktiv machen. Ob regelmäßige Pausen diesen Mechanismus beeinflussen, wurde allerdings nicht untersucht.

Noch lassen sich daraus keine konkreten Empfehlungen gegen geistige Erschöpfung ableiten. Die Untersuchung umfasste lediglich 31 gesunde Menschen. Zudem liefert der statistische Zusammenhang zwischen Glutamat und Ermüdung keinen abschließenden Beweis für deren Ursache.

Perspektivisch könnten die Erkenntnisse jedoch auch für Erkrankungen interessant werden, bei denen Betroffene unter ausgeprägter Erschöpfung leiden. Dazu gehören ADHS, Depressionen und das chronische Fatigue-Syndrom ME/CFS. Ob dort vergleichbare Prozesse ablaufen, ist aber bislang offen.

Kurz zusammengefasst:

Mangelnde Motivation nach Phasen hoher Konzentration ist keine Frage der Willenskraft: Intensive Denkarbeit verändert den Stoffwechsel im Gehirn und verringert die Bereitschaft zu weiterer Anstrengung.
Gesteigerte geistige Leistung kann Ermüdung zur Folge haben: In einem Experiment arbeiteten Menschen mit künstlich angeregter Hirnaktivität zunächst besser, waren danach aber weniger motiviert.
Der Botenstoff Glutamat könnte die Ermüdung mitverursachen: Forscher fanden einen Zusammenhang zwischen erhöhten Glutamatwerten im Gehirn und nachlassender Motivation, der jedoch noch genauer untersucht werden muss.

Übrigens: Können Nahrungsergänzungsmittel unsere geistige Leistungsfähigkeit gezielt unterstützen? Eine zweijährige Studie mit Fischölkapseln liefert ernüchternde Ergebnisse. Mehr dazu in unserem Artikel.