Unser Gehirn ist ein wahrer Energiefresser. Obwohl es nur etwa 2 % unseres Körpergewichts ausmacht, verbraucht es rund 20 % unserer täglichen Energie. Um optimal zu funktionieren, benötigt es die richtige Ernährung. Wissenschaftler untersuchen intensiv, welche Nahrungsmittel unsere kognitiven Fähigkeiten am besten unterstützen.
Die Neurowissenschaft der Ernährung
Am Deutschen Institut für Ernährungsforschung (DIfE) in Potsdam werden spannende Experimente durchgeführt. Versuchspersonen lösen Aufgaben am Computer, während ihre Gehirnströme mithilfe einer EEG-Haube mit 64 Elektroden gemessen werden. Ziel ist es, herauszufinden, wie Substanzen wie Dopamin das Gehirn beeinflussen.
Die Forschungsgruppe unter der Leitung von Soyoung Q. Park, einer Psychologin an der Charité, untersucht, welche Lebensmittel die körpereigene Dopaminproduktion ankurbeln können. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass langkettige Kohlenhydrate aus Gemüse und Vollkornbrot sowie Eiweiße und die Vitamine C und B12 besonders wertvolle Ausgangsstoffe für die Produktion des Glückshormons liefern.
Park betont: „Was wir essen, wirkt sich unmittelbar auf unser Gehirn aus.“ Ihr Team arbeitet daran, individuelle Ernährungsempfehlungen für verschiedene Situationen zu entwickeln, um maximale Konzentration, Schlagfertigkeit und Entscheidungskraft zu gewährleisten.
Brain Food: Den Geist boosten
Im Spitzensport sind spezielle Ernährungsstrategien zur Steigerung der körperlichen Leistungsfähigkeit bereits etabliert. Das "Carboloading" vor Wettkämpfen, bei dem Athleten große Mengen Kohlenhydrate zu sich nehmen, ist ein bekanntes Beispiel. Die Erkenntnis, dass man auch den Geist durch die richtige Ernährung "boosten" kann, ist jedoch relativ neu.
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Wissenschaftler wie Soyoung Park und Marco Koch von der Universität Augsburg erforschen das ideale "Brain Food" - Nahrungsmittel, die das Gehirn leistungsfähiger machen. Park wurde durch eine Studie des israelischen Verhaltensforschers Shai Danziger inspiriert, die zeigte, dass Richter Straftätern eher Bewährung gewähren, wenn sie gerade gegessen hatten.
Proteine machen toleranter
Park führte das sogenannte Ultimatum-Game-Experiment durch, um herauszufinden, ob unterschiedliche Speisen unterschiedliches Verhalten beeinflussen. Dabei stellte sie fest, dass eiweißreiche Kost die Toleranz erhöht, während kohlenhydratreiche Kost eher zu unnachgiebigem Verhalten führt.
Fast Food macht Ratten doof
Marco Koch untersucht die neurobiologischen Prozesse rund um das Essen. Er erklärt, dass das Hunger- und Sättigungszentrum im Hypothalamus eine zentrale Schaltstelle für Nervenimpulse und biochemische Botenstoffe ist. Unsere moderne, energiereiche Ernährung mit hohem Zucker- und Fettgehalt überfordert das Gehirn jedoch. Vor allem künstliche Nahrungsbestandteile wie Zuckerersatzstoffe können nicht richtig verarbeitet werden und verursachen kein Sättigungsgefühl.
Studien zeigen, dass Fettleibigkeit nicht nur die körperliche, sondern auch die geistige Fitness beeinträchtigt. Ratten, die mit Fast Food gefüttert werden, weisen eine deutliche Abnahme der kognitiven Leistung auf.
Was man essen und vermeiden sollte
Es ist nicht immer einfach, die richtige Ernährung für unser Gehirn zu finden. Klar ist jedoch, dass wir bestimmte Dinge vermeiden sollten, da sie dem Gehirn und dem Körper mehr schaden als nützen.
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Die Ernährungspsychiaterin Uma Naidoo von der Universität Harvard hat eine "rote Liste" verbotener Genüsse zusammengestellt:
- Industrieller Zucker: Enthalten in Limonaden und Süßigkeiten.
- Frittierte Speisen: Transfette erhöhen das Risiko für Hirnschäden und Demenz.
- Leere Kohlenhydrate: Enthalten in Weißmehlprodukten. Vollkornmehl ist erlaubt.
- Alkohol.
- Nitrosamine: Enthalten in Speck, Salami und Würstchen.
Naidoo empfiehlt eine Ernährung, die zu 80 % aus ballaststoffreicher Vollwertkost mit viel Gemüse, Obst, Hülsenfrüchten, Nüssen und Samen besteht. Sie rät, bunt zu essen, um eine Vielfalt an Nährstoffen zu gewährleisten. Besonders wichtig ist grünes Blattgemüse, das reichlich Folsäure enthält.
Marco Koch empfiehlt Porridge mit Obst und Nüssen zum Frühstück, um den Blutzuckerspiegel zu stabilisieren. Kaffee oder Tee können die Agilität steigern. Nudeln mit Hackfleisch können Glück und Zufriedenheit schaffen, solange die Portion übersichtlich bleibt. Smoothies sieht Koch kritisch, da sie oft viel Zucker enthalten. Grüne Smoothies sind jedoch unproblematisch. Fisch und helles Fleisch sowie Eier und Milch sind empfehlenswert. Nahrungsergänzungsmittel sind in der Regel überflüssig, es sei denn, man ernährt sich einseitig oder vegan.
Traubenzucker und Studentenfutter als schnelle Helfer
Bei besonderen Anforderungen an die Gehirnleistung, z. B. bei Prüfungen, können Traubenzucker und Studentenfutter helfen. Traubenzucker gelangt schnell ins Gehirn, liefert aber nur kurzfristig Energie. Studentenfutter versorgt das Gehirn sowohl schnell mit Zucker aus Rosinen als auch langfristig mit Fettsäuren aus Nüssen.
Koch betont, dass es kein Patentrezept gibt. Manche Menschen benötigen nur einen Apfel, um ihren "Gedankenturbo" anzuwerfen, während andere einen Teller Spaghetti Bolognese brauchen, um in Höchstform zu kommen.
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Die Rolle von Glucose und Ketonkörpern
Das menschliche Gehirn verbraucht täglich etwa 130 Gramm Glukose. Ein konstanter Blutzuckerspiegel ist daher essenziell für eine gleichbleibende Energieversorgung. Alternativ kann das Gehirn auch Ketonkörper nutzen, die bei eingeschränkter Kohlenhydratzufuhr oder beim Fasten in der Leber aus Fettsäuren synthetisiert werden. Ketonkörper haben neuroprotektive Eigenschaften und können die kognitive Leistungsfähigkeit unterstützen.
Um das Gehirn gleichmäßig mit Glukose zu versorgen, sollten starke Blutzuckerspitzen vermieden werden. Eine ausgewogene Makronährstoffverteilung mit ausreichend Proteinen und Fetten sowie die richtige Kohlenhydratauswahl (komplexe Kohlenhydrate statt einfacher Zucker) sind wichtig. Regelmäßige Mahlzeiten und bewusste Snackauswahl tragen ebenfalls zu einem stabilen Blutzuckerspiegel bei.
Regelmäßige körperliche Bewegung fördert die Glukoseaufnahme in die Zellen und verbessert die Insulinempfindlichkeit.
Proteine und Neurotransmitter
Proteine sind nicht nur Bausteine für Muskeln und Gewebe, sondern auch für die Gesundheit und Funktion des Gehirns unerlässlich. Neurotransmitter wie Dopamin, Adrenalin, Gaba, Glutamat oder Serotonin regulieren unsere Stimmung, Motivation und unser Lernvermögen. Eine ausgewogene Zufuhr von Proteinen ist für die Neurotransmittersynthese unerlässlich.
Vegetarier und Veganer können durch die Kombination verschiedener pflanzlicher Proteine sicherstellen, dass ihr Körper alle notwendigen Aminosäuren erhält.
Mikronährstoffe für das Gehirn
Mikronährstoffe spielen eine wesentliche Rolle im Gehirnstoffwechsel. Besonders wichtig sind die B-Vitamine (Cholin, B6, B12 und Folsäure), Vitamin D und Omega-3-Fettsäuren.
- Cholin: Wichtig für die Acetylcholinsynthese, die für Gedächtnisfunktionen und Aufmerksamkeitssteuerung entscheidend ist.
- B6, B12 und Folsäure: Beteiligt am Homocysteinmetabolismus.
- Vitamin D: Wichtig für die neuronale Differenzierung und beteiligt an der Reizübertragung sowie Herstellung von Neurotransmittern.
- Omega-3-Fettsäuren (DHA): Wichtig für die Integrität der neuronalen Membranen und die Signalübertragung.
- Kreatin: Erhöht die Synthese von Adenosintriphosphat (ATP) und unterstützt die zelluläre Energieproduktion.
Eine ausreichende Versorgung mit diesen Stoffen ist für die Aufrechterhaltung und Förderung der kognitiven Leistungsfähigkeit entscheidend.
Flüssigkeitszufuhr und Koffein
Eine adäquate Flüssigkeitszufuhr ist für die Aufrechterhaltung der kognitiven Funktionen und der Gehirngesundheit von grundlegender Bedeutung. Das Gehirn besteht zu ca. 80 % aus Wasser. Die tägliche Wasseraufnahme sollte circa 30 ml pro Kilogramm Körpergewicht betragen.
Koffein kann die Wachsamkeit, Aufmerksamkeit und Konzentration steigern sowie die Reaktionszeit verkürzen. Es sollte jedoch in Maßen konsumiert werden, um Nervosität und Unruhe zu vermeiden.
Brainfoods im Überblick
Der Begriff "Brainfood" bezieht sich auf Lebensmittel, deren Nährstoffkombination die mentale Leistungsfähigkeit beeinflussen kann. Viele Brainfoods sind nicht nur gut für das Gehirn, sondern auch für den Körper im Allgemeinen.
Wichtige Brainfoods:
- Nüsse und Samen: Reich an gesunden Fetten, Proteinen, Kohlenhydraten, Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren sowie B-Vitaminen.
- Grüne Smoothies: Basieren auf grünem Gemüse und sind reich an wichtigen Nährstoffen.
- Chiasamen: Enthalten Vitamine, gesunde Fette, Ballaststoffe, Mineralien und Antioxidantien.
- Beeren: Reich an Antioxidantien, Vitaminen und Mineralstoffen.
- MCT-Öl (Kokosöl): Enthält mittelkettige Fettsäuren, die die Blut-Hirn-Schranke durchdringen können.
Das geheime Brainfood: Wasser
Wasser ist essenziell für die Gehirnfunktion, da es zu 80 % aus Wasser besteht. Ein leichter Wassermangel kann zu Konzentrationsproblemen, Müdigkeit oder Kopfschmerzen führen.
Anti-Brainfoods
Nicht alle Fette sind gut für das Gehirn. Insbesondere gesättigte Fettsäuren können Entzündungsprozesse auslösen und die Lernprozesse beeinträchtigen. Daher sollten fettige Speisen reduziert oder ganz vermieden werden.
KI-Modelle nach dem Vorbild des Gehirns
Forscher arbeiten daran, KI-Modelle energieeffizienter zu gestalten, indem sie sich am menschlichen Gehirn orientieren. Das am Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) entwickelte Modell "Predictive Coding Light (PCL)" reduziert den Energieverbrauch um bis zu 80 %.
Das Modell basiert auf zwei Prinzipien:
- Kommunikation über elektrische Impulse (Spikes).
- Energiesparende Informationsübertragung (nur bei unerwarteten Änderungen).
Durch den Einsatz hemmender Synapsen werden vorhersehbare Impulse erkannt und unterdrückt. Das PCL-Netzwerk konnte stabile Bilder aus Event-Kameras generieren und benötigte dabei deutlich weniger Energie als konventionelle KI-Systeme.
Ketogene Ernährung
Die ketogene Diät ist eine extreme Form der kohlenhydratarmen Ernährung, bei der der Körper weniger als 50 g Kohlenhydrate pro Tag erhält. Dadurch wird die Ketose eingeleitet, bei der die Leber Fette in Ketonkörper umwandelt, die als alternative Energiequelle für das Gehirn dienen.
Die ketogene Diät wird in der Schulmedizin erfolgreich zur Behandlung von Epilepsien eingesetzt. Es gibt auch Hinweise darauf, dass sie das Voranschreiten von Alzheimer aufhalten und bestehende Einschränkungen teilweise sogar rückgängig machen kann.
Ernährung im Alter
Eine gesunde Ernährung ist in jedem Lebensalter wichtig, doch gerade im hohen Alter sollten wir gut darauf achten. Im Alter benötigen wir zwar weniger Energie, aber die gleiche Menge an Nährstoffen wie in jungen Jahren.
10 Tipps für eine gesunde Ernährung im Alter:
- Wasser hält fit: Trinken Sie ausreichend Wasser (ca. 1,5 Liter pro Tag).
- Lebensmittelvielfalt ist das A und O: Gestalten Sie Ihre Ernährung so bunt wie möglich.
- Täglich Obst und Gemüse: Essen Sie fünf Portionen Obst und/oder Gemüse pro Tag.
- Mehr Eiweiß im Alter: Nehmen Sie ausreichend Eiweiß zu sich (1 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht).
- Wichtige Vitamine und Spurenelemente: Achten Sie auf eine ausreichende Zufuhr von Vitamin D, Folsäure und Jod.
- Öle und andere Fette: Bevorzugen Sie ungesättigte Fettsäuren und reduzieren Sie den Konsum von gesättigten Fettsäuren.
- Kohlenhydrate werden unterschätzt: Nehmen Sie ausreichend Kohlenhydrate zu sich, vorzugsweise in Form von Vollkornprodukten.
- Schonende Zubereitung: Garen Sie Ihre Lebensmittel so lange wie nötig, aber so kurz wie möglich.
- Zucker und Salz: Seien Sie sparsam mit Zucker und Salz.
- Kochen Sie sich fit: Betrachten Sie das Zubereiten von Speisen als einen wichtigen und genussvollen Teil Ihres Lebens.