Das Gehirn ist ein komplexes Organ, das unser Verhalten durch ein Belohnungssystem steuert. Dieses System, das auf dem Neurotransmitter Dopamin basiert, verstärkt Verhaltensweisen, die für unser Überleben und die Erhaltung der Art wichtig sind. Doch nicht nur lebensnotwendige Dinge, sondern auch Liebe, attraktive Gesichter, Kooperation und sogar das Spenden von Geld können dieses System aktivieren.
Die Grundlagen des Belohnungssystems
Alle süchtig machenden Drogen, von Nikotin und Alkohol bis hin zu Heroin, haben eines gemeinsam: Sie verursachen im Gehirn die massive Ausschüttung von Dopamin, insbesondere in den Basalganglien. Zielgerichtete, bewusste Handlungen werden zwar von der Großhirnrinde geplant, müssen aber vor ihrer Umsetzung von den Basalganglien freigegeben werden. Diese entscheiden, ob eine Handlung ausgeführt wird oder nicht.
Jedes Bewegungsprogramm aktiviert die Basalganglien entlang zweier paralleler Pfade, die wieder in der Hirnrinde münden. Einer der beiden Pfade wirkt verstärkend auf das Bewegungsprogramm in der Hirnrinde, der andere hemmend. Ausgeführt wird das Programm am Ende nur, wenn der verstärkende Pfad die Oberhand gewinnt.
Im gesunden Gehirn wird Dopamin immer dann ausgeschüttet, wenn wir eine Belohnung erfahren, etwa nach dem Biss in ein unerwartet leckeres Stück Kuchen. Besondere Wirkung entfaltet der Neurotransmitter dann im Nucleus Accumbens, einem zentralen Teil der Basalganglien. Er integriert emotionale Inputs und Sinnesdaten und entscheidet anhand dieser Kombination, ob der verstärkende oder hemmende Pfad gewinnt. Wenn nun eine Handlung eine unerwartete Belohnung einbringt, bewirkt das Dopaminsignal im Nucleus accumbens, dass der hemmende Pfad weniger effizient arbeitet, der verstärkende Pfad aber zugleich deutlich effizienter.
Sucht und das Belohnungssystem
Nicht nur chemische Drogen können die Basalganglien auf diese Weise kapern. Auch Glücksspielautomaten und Konsolenspiele sind so programmiert, dass der suchtbildende Charakter ihrer Belohnungen maximiert wird. Die Grundlagen dafür wurden in den 1950er und 1960er Jahren vom Verhaltensforscher Burrhus Frederic Skinner gelegt. Skinner konnte zeigen, dass Versuchsratten eine belohnte Handlung dann am häufigsten wiederholen, wenn die Belohnung nur unregelmäßig auf die Handlung folgt. Solche intermittierenden Verstärkungspläne wurden bald fester Bestandteil der Programme von Glücksspielautomaten und werden aber auch zunehmend in Online-Rollenspielen eingesetzt.
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Erhöht wird das Suchtpotential auch dann, wenn ein Spiel zu Beginn häufig eine Belohnung einbringt, nur um dann langsam weniger ergiebig zu werden. In einem Punkt sind Computerspiele sogar noch suchtfördernder als Automatenspiele: Sie enthalten mit dem sozialen Feedback der Mitspieler eine zusätzliche Belohnungsquelle. In der Kombination können die drei Risikofaktoren - intermittierende Verstärkungspläne, Glücksspielcharakter und soziales Feedback - das Belohnungssystem des Gehirns auf Dauer ebenso übernehmen wie eine suchtbildende Droge.
All diesen Formen der Sucht gemein ist der starke Einfluss des Kontextes. Eine Sucht ist also eine Dysregulation der Handlungssteuerung, ausgelöst von Substanzen oder von Verhaltensweisen, die in den Basalganglien ein sehr starkes und wiederholtes Belohnungssignal auslösen. Das dabei ausgeschüttete Dopamin stärkt Verbindungen im Nucleus Accumbens, die die Wiederholung vorangegangene Verhaltensmuster wahrscheinlicher machen.
Reinforcement Learning und das Gehirn
Das Grundkonzept des Reinforcement Learnings (RL) besteht darin, das Verhalten durch Lernen aus Versuch und Irrtum zu verbessern. Hierbei lernen Agenten einen Wert eines Zustands (oder eines Zustands-Aktions-Paars) zu einem bestimmten Zeitpunkt, der dem Agenten sagt, wie viel Belohnung er für verschiedene Optionen erwarten kann. Der zentrale Trick besteht darin, diesen Wert iterativ zu lernen.
Im Gehirn spielt der Neurotransmitter Dopamin eine wichtige Rolle beim Belohnungslernen. Entgegen der öffentlichen Wahrnehmung ist die Dopaminausschüttung kein Lust- oder Belohnungssignal an sich, sondern eine Möglichkeit, die Differenz zwischen erwarteter und tatsächlicher Belohnung zu kodieren, d. h. den Belohnungsvorhersagefehler (Reward Prediction Error, RPE). Das Gehirn schüttet als Reaktion auf eine unerwartete/überraschende Belohnung eine große Menge Dopamin aus, und die Dopaminausschüttung wird gedämpft, wenn die erwartete Belohnung nicht eintritt. Eine vollständig erwartete Belohnung hingegen verändert das dopaminerge Feuermuster nicht. Die Entdeckung des engen Zusammenhangs zwischen dopaminergen Feuermustern und RPEs ist eine der bedeutendsten neurowissenschaftlichen Erkenntnisse der letzten Jahrzehnte.
Anwendungen des Belohnungssystems
Nicht nur bei Spielen werden die suchtbildenden Mechanismen der Basalganglien ganz bewusst ins Design integriert. In der Psychologie gibt es eine Schule, deren Prinzipien heute die Funktionen der sozialen Medien leiten. Gründer des „Behavioural Design“ ist der Psychologe B.J. Fogg aus Stanford. Laut Fogg müssen drei Bedingungen erfüllt sein, damit ein Mensch eine erwünschte Handlung ausführt: Erstens müsse er zu der Handlung motiviert sein, zweitens fähig sein, sie auszuführen, und drittens bedürfe es eines konkreten Auslösers. Kommt dann eine Interaktion zwischen Freunden zustande, gibt es in den Basalganglien ein starkes Belohnungssignal, das die Wahrscheinlichkeit erhöht, beim nächsten Mal wieder den kleinen roten Kreis mit der Nachrichtenzahl anzuklicken.
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Das Belohnungssystem motiviert uns nicht nur zum Arterhalt. Es wird auch bei ganz anderen Dingen aktiv - etwa beim Anblick schöner Gesichter, bei Kooperation und dem Spenden von Geld. Auch romantische Liebe und attraktive Gesichter lösen eine neuronale Belohnung aus. Sogar unser Antrieb für selbstloses Handeln und unser Sinn für Gerechtigkeit scheinen auf diese Weise verstärkt zu werden.
Bewegung und das Gehirn
Unser Gehirn wurde in Bewegung geschmiedet. Ein Gehirn, das komplexe Entscheidungen treffen kann, ist nur dann nützlich, wenn es diese auch ausführen kann. In der Wildnis gibt es kaum eine Trennung zwischen dem kognitiven und dem physischen Bereich. Beide Prozesse beeinflussen und unterstützen einander.
Die ersten Beweise für die Fähigkeit des Gehirns, neue Nervenzellen zu bilden, stammen aus Studien mit Tieren, bei denen die Forscher den erstaunlichen Effekt allein durch Bewegung erzielten. Durch das Laufen wurde ein Anstieg von BDNF (brain-derived neurotrophic factor; ein starker neuronaler Wachstumsfaktor) beobachtet, und mit der Zeit nahm die Größe des Hippocampus zu. Auch die Qualität der neuronalen Mitochondrien, die für die Energieproduktion verantwortlich sind, verbesserte sich.
Auch beim Menschen zeigten erste Beobachtungsstudien einen deutlichen Zusammenhang zwischen körperlicher Aktivität und kognitiven Fähigkeiten. Aktive Menschen sind Bewegungsmuffeln in fast allen Bereichen überlegen: Gedächtnis, logisches Denken, Aufmerksamkeit und Problemlösefähigkeit. Sie haben auch ein geringeres Risiko, im Laufe der Zeit neurodegenerative Erkrankungen zu entwickeln.
Selbst ein bisschen Bewegung ist viel besser als gar keine. Neuere Studien zeigen, dass körperliche Aktivität definitiv die kognitiven Funktionen verbessert. In einer Interventionsstudie wurde beispielsweise gezeigt, dass körperliche Aktivität die Alterung des Gehirns nicht nur verlangsamen, sondern teilweise umkehren kann.
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Depression und Bewegung
Große Beobachtungsstudien bestätigen, dass körperlich aktive Menschen weniger psychische Probleme haben als Bewegungsmuffel, darunter auch Depressionen. In vielen Fällen ist die Wirkung sogar größer und länger anhaltend als diejenige von Antidepressiva oder anderen Maßnahmen. Und konventionelle Depressionsbehandlungen wirken am besten, wenn sie durch körperliche Aktivität ergänzt werden.
Unsere hochentwickelten kognitiven Fähigkeiten haben sich in Verbindung mit einem hohen Maß an körperlicher Aktivität entwickelt. Anstatt zu denken, dass körperliche Aktivität für unsere geistige Gesundheit gut ist, könnte man sagen, dass das Gehirn ohne körperliche Aktivität nicht normal funktioniert.
Glück und das Gehirn
Unser Gehirn vermag Substanzen herzustellen und in Hirnstromwellen zu schwelgen, die uns in allen Bereichen leistungsfähiger, gesünder und vor allem glücklicher machen. Neurowissenschaftler und Psychologen stöbern gern in allen Regionen des Hirns und studieren die Wechselwirkungen der Hirnfunktionen. Dabei fördern sie manchmal skurrile Zusammenhänge zutage.
Bekanntlich besteht unser Gehirn aus zwei Gehirnhälften, die mittels eines zentralen Balkens miteinander kommunizieren. Dabei herrscht eine weitgehende Arbeitsteilung zwischen den Hälften. Die linke Hälfte ist stärker auf Sprache und Logik spezialisiert, während die rechte eher für Gefühle und Affekte zuständig ist. Die verschiedenen Hirnareale kooperieren alle miteinander und der Hippocampus ist zum Beispiel für andere Funktionen zuständig als die Amygdala, und faszinierend ist in dem Kontext auch der Nucleus Accumbens für uns. Dieser bildet das Belohnungszentrum im Gehirn, das uns durch die Produktion von Glückshormonen berauschen kann. Alles, was wir gerne tun konsumieren, wird in dort als reizvoll fixiert, ganz gleich ob es sich um Sport, Essen, Alkoholkonsum, Shopping, Glücksspiel, Abenteuer, Sex, Geselligkeit oder Meditation handelt.
Praktische Anwendung
Mit leckeren Nahrungsmitteln können wir uns klug und glücklich essen und dabei gleichzeitig abnehmen! Spannend ist nämlich, dass wir die Gehirnfunktionen über bestimmte Nahrungsmittel gezielt dopen können: die Konzentration fördern und gute Stimmung „essen“.
Unser Gehirn liebt es über alles, von Komik „gekitzelt“ zu werden und ein zwerchfellerschütterndes Lachen zu veranlassen. So kitzelig wie wir unter den Füßen sind, genauso kitzelig ist unser Gehirn, wenn es von mentalen Eindrücken gekitzelt wird, die es witzig findet.
Weshalb macht Sport gute Laune? Tatsächlich verändert Sport eben nicht nur den Stoffwechsel im muskulären Bereich, sondern auch ganz spezifisch im Gehirn. Der Abbau von Stresshormonen und die gleichzeitige Produktion von Wohlfühlhormonen - im Extremfall bis zur Euphorisierung - gehören zu den bekannten Untersuchungsergebnissen.
Das Prinzip für unser Wohlbefinden ist simpel: Denken erzeugt Botenstoffe. Und Botenstoffe erzeugen Stimmungen und Gefühle. Gedanken wirken sich unmittelbar auf die Botenstoffe und darüber auf die Emotionen aus. Tatsächlich existieren zuverlässig funktionierende Methoden, um Erfolg und Lebensglück zu verbessern, indem wir die Mechanismen, auf deren Grundlage unser Gehirn funktioniert, täglich zu unserem Vorteil einsetzen.