Stress ist ein allgegenwärtiges Phänomen im Leben vieler Menschen. Während kurzzeitiger Stress sogar positive Auswirkungen haben kann, kann chronischer Stress negative Folgen für das Gehirn und die Lernfähigkeit haben. Dieser Artikel untersucht die komplexen Auswirkungen von Stress auf das Gehirn, die verschiedenen Mechanismen, die dabei eine Rolle spielen, und Strategien zur Bewältigung von Stress, um die Lernleistung zu optimieren.
Stress und Lernen: Ein zweischneidiges Schwert
Grundsätzlich ist Stress über einen begrenzten Zeitraum nicht schlecht, sondern kann das Lernen sogar produktiver machen. "Büffeln" und "Pauken" deuten jedoch auf zu viel Stress hin. Erfolgreiches Lernen erfordert dagegen auch Distanz zum Stress und die Fähigkeit, abzuschalten.
Studierende klagen zunehmend über Lernstress, steigenden Druck und teilweise sogar über das Gefühl des Ausgebranntseins, insbesondere in Prüfungszeiten. Panik breitet sich aus, wenn zu Semesterbeginn ein Lernplan, effektive Lernstrategien und klare Pausenzeiten fehlen. Die vielen Klausuren, das Nacharbeiten der Vorlesungen, die Hausarbeiten und die Suche nach einem Praktikumsplatz scheinen fast unmöglich zu bewältigen.
Wer hohe Ansprüche an sich selbst stellt und Leistungsmotivation mitbringt, kann im Studium und auch im berufsbegleitenden Studium viel erreichen. Motivation ist der Motor, um langfristig Ziele im Studium zu erreichen und sich in stressigen Prüfungsphasen immer wieder aufzuraffen. Gleichzeitig kann ein starkes Leistungsmotiv als ungesunder Perfektionismus zum Problem werden.
Die negativen Auswirkungen von Stress auf das Gehirn
Starker Stress erschwert das Lernen erheblich. Wissenschaftler verweisen in mehreren Studien auf die negativen Effekte für Arbeitsgedächtnis, Aufmerksamkeit und Konzentration. Ist der Stresspegel im Gehirn beim Lernen deutlich zu hoch, können folgende Auswirkungen auftreten:
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Auswirkungen auf das Arbeitsgedächtnis und den präfrontalen Cortex
Wenn man stundenlang lernt, aber nichts hängen bleibt, kann dies an einem zu hohen Stresspegel liegen. Das Arbeitsgedächtnis kann die neuen Informationen, die man gerade gelernt hat, nicht speichern. Der präfrontale Cortex, der für das Lernen, Planen und Lösen komplexer Probleme verantwortlich ist, und die dazugehörigen Neuronen müssen miteinander kommunizieren. Sie "feuern" dann elektrische Signale, wenn der Lernstress im Rahmen bleibt.
Bleibt man dagegen im Stress gefangen, kann dies im ungünstigsten Fall zu mentalen Blockaden führen. Man kritisiert sich stark und glaubt Aussagen wie "Wahrscheinlich falle ich durch" oder "Ich bin nicht gut genug!". Das schwächt das Selbstbewusstsein erheblich, was das Lernen zusätzlich erschwert.
Cortisol und Lernfähigkeit
Wissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum haben die Wirkung des Stresshormons Cortisol im Zusammenhang mit der Lernfähigkeit untersucht. Lernen, das mit zu viel Stress verbunden ist, wirkt sich sogar doppelt nachteilig aus.
Auswirkungen auf Schlaf und Gedächtniskonsolidierung
Das Gehirn braucht Schlaf, um sich zu regenerieren und neu zu sortieren. Während des Schlafs laufen im aktiven Gehirn Gedächtnisprozesse ab. Die Informationen aus dem Arbeitsgedächtnis wandern ins Langzeitgedächtnis. Die Gedächtniskonsolidierung ist besonders 24 Stunden nach den Lernerfahrungen relevant. Guter und entspannter Schlaf trägt zum Prüfungserfolg bei.
Die Rolle der Amygdala
Eine sehr wichtige Hirnregion für das Erleben von Stress und Angst ist die Amygdala, ein kleiner, mandelförmiger Komplex von Nervenzellen im unteren Bereich des Gehirninneren. Sie ist Teil des sogenannten limbischen Systems, das eine große Rolle bei der Verarbeitung von Emotionen spielt. Die Amygdala steuert zusammen mit anderen Hirnregionen die psychischen und körperlichen Reaktionen auf stress- und angstauslösende Situationen.
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Treffen bei ihr Signale ein, die höhere Aufmerksamkeit erfordern, zum Beispiel, wenn etwas neu oder gefährlich ist, dann feuern ihre Nervenzellen. Wir werden wacher und aufmerksamer. Dies geschieht bereits, bevor wir die Gefahr bewusst erkennen. Ab einer bestimmten Schwelle der Nervenaktivität setzt die Amygdala die Stressreaktion in Gang und aktiviert so die Kampf- und Flucht-Reaktion.
Zwei Wege der Stressreaktion
Um die Kampf- und Fluchtreaktion auszulösen, nutzt die Amygdala zwei Wege. Der schnellere Weg läuft über das sogenannte sympathische Nervensystem, das den Körper auf Aktivität einstimmt. Etwas langsamer ist der Weg über den Hypothalamus, ein komplexes Gebilde im Zwischenhirn, das grundlegende Funktionen unseres Körpers steuert.
Der schnelle Weg: das sympathische Nervensystem
Über die Nervenstränge des sympathischen Nervensystems im Rückenmark gelangt die Information "Gefahr" zum Mark der Nebenniere. Dort werden Adrenalin und in geringerem Maß Noradrenalin ausgeschüttet. Diese Hormone nennt man auch Katecholamine. Sie treiben zum Beispiel den Herzschlag und den Blutdruck in die Höhe, sorgen für eine größere Spannung der Muskeln und bewirken, dass mehr Blutzucker freigesetzt wird, so dass die Muskelzellen besser versorgt werden können.
Der "langsame" Weg über den Hypothalamus
Parallel informiert die Amygdala den Hypothalamus, dass Gefahr im Verzug ist. Der Hypothalamus schüttet hormonelle Botenstoffe aus, unter anderem das Corticotropin-releasing-Hormon. Dieses Hormon wirkt auf die Hirnanhangdrüse im Gehirn auch Hypophyse genannt. Es sorgt dafür, dass sie ein weiteres Hormon freisetzt, das Adrenocorticotropin, kurz ACTH. Es gelangt mit dem Blut zur Rinde der Nebenniere und veranlasst diese, das Stresshormon Kortisol auszuschütten. Kortisol ist ein lebenswichtiges Glukokortikoid, das auch viele andere Funktionen im Körper hat. Ist es im Übermaß vorhanden, kann es den Körper aber auch schädigen.
Zusammen sorgen die Hormone und das sympathische Nervensystem dafür, dass unser Körper mehr Sauerstoff und Energie bekommt, um schnell zu handeln.
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Auswirkungen von Hormonen bei Stress
Die durch Stress ausgelösten hormonellen Veränderungen bewirken Folgendes:
- Die Atmung beschleunigt sich.
- Puls und Blutdruck steigen an.
- Die Leber produziert mehr Blutzucker.
- Die Milz schwemmt mehr rote Blutkörperchen aus, die den Sauerstoff zu den Muskeln transportieren.
- Die Adern in den Muskeln weiten sich, wodurch die Muskeln besser durchblutet werden.
- Der Muskeltonus steigt, was oft zu Verspannungen führt. Auch Zittern, Fußwippen und Zähneknirschen hängen damit zusammen.
- Das Blut gerinnt schneller, um den Körper vor Blutverlust zu schützen.
- Die Zellen produzieren Botenstoffe, die für die Immunabwehr wichtig sind.
- Verdauung und Sexualfunktionen gehen zurück, um Energie zu sparen.
Stress und Gedächtnis
Die Amygdala setzt nicht nur die Stressreaktion in Gang, sondern veranlasst auch eine bedeutende Gedächtnisregion im Gehirn, den Hippocampus, sich die stressauslösende Situation gut zu merken. Auf diese Weise lernen wir, uns vor dem Stressor in Acht zu nehmen. Kommen wir erneut in eine derartige Situation, läuft die Stressreaktion noch schneller ab. Forschungen haben gezeigt, dass chronischer Stress die Zellfortsätze im Hippocampus schädigen kann. Sie sind Teil der Nervenzelle und wichtig für die Aufnahme von Information. Schrumpfen sie, wirkt sich das negativ auf das Gedächtnis aus.
Denken und Stress
Auch mit dem "denkenden" Teil des Gehirns ist die Amygdala eng verbunden, vor allem mit dem Stirnlappen (präfrontaler Cortex). Er ist wichtig für die Kontrolle der Emotionen. Mit seiner Hilfe können wir durch logische Analyse und Denken unsere Emotionen beeinflussen. Er spielt eine große Rolle bei der Bewertung, ob wir einen Stressor für bewältigbar halten oder nicht, und für unser Verhalten in der stressigen Situation. Chronischer Stress allerdings kann den präfrontalen Cortex verändern, so dass es schwieriger wird, sinnvolle Entscheidungen zu treffen.
Eingebaute Stressbremse
Glücklicherweise können wir uns nach Stress auch wieder beruhigen. Dabei hilft eine eingebaute Stressbremse. Ist nämlich das Stresshormon Kortisol in ausreichendem Maß im Blut vorhanden, merken das bestimmte Rezeptoren im Drüsensystem und im Gehirn, die Glucocorticoidrezeptoren. Daraufhin stoppt die Nebennierenrinde die Produktion von weiterem Kortisol. Das parasympathische Nervensystem der Teil des Nervensystems, der unseren Körper zur Ruhe kommen lässt wird aktiv. Wir werden wieder ruhiger und entspannen uns.
Wenn die Hormone aus dem Ruder laufen
Anders sieht es aus, wenn das Zusammenspiel der Hormone nicht optimal funktioniert, zum Beispiel, wenn nicht genug Rezeptoren vorhanden sind, die merken könnten, dass genug Kortisol vorhanden ist, oder wenn die vorhandenen Rezeptoren nicht richtig arbeiten. Dann wird die Achse aus Hypothalamus, Hirnanhangdrüse und Nebenniere zu aktiv und produziert zu viel Kortisol.
In schlimmen Fällen kann dies zu Denkstörungen, zu Gewebeschwund im Hirn und zu Störungen des Immunsystems führen. Auch die Entstehung von Depressionen wird auf diesen Einfluss zurückgeführt, ebenso Stoffwechselstörungen, die Diabetes fördern.
Frühe traumatische Erfahrungen beeinflussen die Stressreaktion
Intensiver Stress in der frühen Kindheit kann die Arbeitsweise von Genen, die an der Stressreaktion beteiligt sind, so beeinflussen, dass Stresshormone schneller und intensiver ausgeschüttet werden. Dieser Effekt bleibt lebenslang bestehen. Ähnliche Ergebnisse scheint es unter bestimmten genetischen Bedingungen auch bei Menschen zu geben, die ein Trauma erlebt haben, etwa durch eine Naturkatastrophe, durch Missbrauch oder durch Gewalt.
Stress und Veränderungen im Hippocampus
Veränderungen von Kodierungen im Hippocampus erschweren das Erinnern. Stress beeinträchtigt die Struktur und Funktion des Gehirns, was zu kognitiven Defiziten und einem erhöhten Risiko für psychiatrische Störungen wie Depression, Schizophrenie, Angstzuständen und posttraumatischen Belastungsstörungen führen kann. Wiederholter Stress destabilisiert die Synapsen in der für das episodische Gedächtnis wichtigen Hippocampus-Region CA1, sodass die Neuronen zunächst hyperaktiv sind, anschließend Nervenverbindungen verschwinden und sich somit die Kodierung verändert.
Experimentelle Befunde zum Zusammenhang von Stress und Gedächtnis
In einem Experiment trainierten Wissenschaftler Mäuse, die Position einer versteckten Plattform in einem kleinen Schwimmbecken zu erlernen. Mit Hilfe von Miniaturmikroskopen und der Zwei-Photonen-Bildgebung konnten sie Veränderungen in den Aktivitätsmustern von Tausenden von Neuronen erkennen, während sich die Mäuse frei bewegten. Die veränderte Aktivität ging mit einer Abnahme von erregenden Synapsen einher, weil vorhandene Synapsen durch den Stresseinfluss destabilisiert wurden und die Neubildung von synaptischen Kontakten drastisch abnahm.
Interessanterweise wurde der Verlust von Verbindungen in den Neuronen des Hippocampus erst nach mehreren Tagen Hyperaktivität deutlich, und die Desorganisation der Kodierung im Hippocampus zeigte sich erst nach einem erheblichen Kontaktverlust. Akuter Stress hingegen führte eher zu einer Stabilisierung der erregenden Synapsen, die in zeitlicher Nähe zum Stressereignis entstanden. Dies deutet darauf hin, dass Stress nicht gleich Stress ist, und dass die nach akutem Stress stabilisierten Synapsen möglicherweise an der Speicherung der negativen Stress-Wirkung beteiligt sind, nicht aber an der eigentlichen Lernaufgabe.
Die zellulären Mechanismen und Netzwerkveränderungen, durch die wiederholter oder lang anhaltender Stress bzw. Akutstress seine schädlichen Auswirkungen entfaltet, sind noch nicht vollständig geklärt.
Stressbewältigungsstrategien für besseres Lernen
Trotz der potenziellen negativen Auswirkungen von Stress gibt es Strategien, um Stress zu bewältigen und die Lernleistung zu optimieren. Hier sind einige praktische Tipps:
Selbstwirksamkeit stärken
Wer einen starken Glauben an sich hat, traut sich zu, kleine und große Herausforderungen anzunehmen. Das Geheimnis liegt im Umgang mit Selbstwirksamkeit. Die Strategie des Journal Schreibens unterstützt diesen wichtigen Lernprozess.
Selbstbewusstsein entwickeln
Menschen mit ausgeprägtem Selbstvertrauen kennen ihre Stärken und Schwächen und kennen auch ihren eigenen Wert. Das Selbstvertrauen zeigt sich in der Aussage: "Ich schaffe das!". Studierende mit einem starken Selbstwertgefühl sind auch bei neuen Herausforderungen optimistisch.
Stressgedanken entlarven
Studierende, die Stress frühzeitig erkennen, haben es leichter. Es lohnt sich, einige Strategien zur Stressbewältigung im Studium anzueignen, um Distanz zu stressverschärfenden Gedanken und Gefühlen herzustellen und über Katastrophengedanken entspannt zu lächeln. Aussagen wie "Diese Klausur werde ich nie bestehen" oder "Ich bin einfach zu dumm, wenn ich die Klausur nicht bestehe" können umgedeutet (Reframing) werden, zumindest dann, wenn es um mittleren Stress und Angst geht.
Motivation aufrechterhalten
Motivationsstrategien unterstützen in anspruchsvollen Lernphasen, am Ball zu bleiben. Die Frustrationstoleranz ist ausgeprägt.
Achtsamkeits-Techniken lernen
Es gibt mittlerweile zahlreiche wissenschaftliche Studien, dass Achtsamkeitsübungen im Alltag das Stresslevel nachhaltig reduzieren. Es lohnt sich, einfach einmal einen Schnupperkurs zu belegen und beispielsweise den Body-Scan auszuprobieren.
Schlafhygiene beachten
Ausreichend Schlaf ist entscheidend für die Regeneration des Gehirns und die Gedächtniskonsolidierung.
Selbstmanagement verbessern
Selbstmanagement ist auch nach dem Abitur eine wesentliche Kompetenz, eine der sogenannten Future Skills des 21. Jahrhunderts für exzellente Leistungen im Studium.
Die Stunde nach dem Lernen nutzen
Besonders die Stunde nach dem Lernen ist als sogenannter "moderater Stress" wertvoll. Mäßige Anspannung und Aufmerksamkeit helfen, den Lernstoff zu speichern. Hier kommen viele Aktivitäten in Frage.
Die Rolle von Stress beim Verlernen (Extinktion)
Stress spielt beim Lernen eine doppeldeutige Rolle: Er erschwert das Abrufen von Erinnerungsinhalten, verstärkt aber auch die Verfestigung von Erinnerungsinhalten.
Experimentelle Ergebnisse zum Einfluss von Stress auf das Verlernen
In Experimenten sorgte Stress dafür, dass Probanden eine Furchtreaktion besser verlernten. Auch die Einnahme des Stresshormons Cortisol zum richtigen Zeitpunkt kann das Verlernen unterstützen.
Cortisol und Extinktion
Eine Studie zeigte, dass eine Konfrontationstherapie gegen Höhenangst effektiver ist und ihre Wirkung länger anhält, wenn die Patienten eine Stunde zuvor eine Cortisoltablette bekommen hatten. Der beste Zeitpunkt für die Einnahme von Cortisol ist nach dem Erlernen dessen, was man aus dem Gedächtnis löschen möchte, und vor dem Verlernen, also vor der Konfrontation mit dem gefürchteten Objekt.
Die Auswirkungen von Stress auf die Sinne
Stress ist für viele Menschen Alltag manche lieben ihn, andere macht er krank. Wenn wir unsere Sinne trainieren, können wir sie schärfen und ihre Leistung verbessern. Das Stresshormon Cortisol kann diese wichtige Fähigkeit allerdings komplett unterbinden.
Experimentelle Ergebnisse zum Einfluss von Cortisol auf den Tastsinn
In einer Studie untersuchten Forscher, wie sich nach einer Trainingsphase der Tastsinn von 30 Versuchsteilnehmern entwickelte. Während die Placebogruppe die Leistungsfähigkeit ihres Tastsinnes wie erwartet um etwa 15 Prozent steigern konnte, verhinderte die Cortisolgabe bei der anderen Gruppe die Verbesserung des Tastsinnes fast komplett.
Die Auswirkungen von chronischem Stress auf die Hirnstruktur
Langanhaltender Stress bringt unser neuronales Netzwerk aus dem Gleichgewicht und kann zu dauerhaften Veränderungen in unserer Hirnstruktur führen. Die Amygdala wird größer, der Hippocampus und der präfrontale Kortex schrumpfen. Das ebnet den Weg für eine Reihe an körperlichen und psychischen Beschwerden.
Die gute Nachricht ist, dass die schädlichen Wirkungen von Stress auf unseren Körper und Geist weitgehend umkehrbar zu sein scheinen. Körperliche Aktivität, ausreichend Schlaf, eine ausgewogene Lebensweise und gezielte Entspannung können helfen, den Hippocampus wieder in Schwung zu bringen.
Die Rolle der zentralnervösen Kontrolle bei der Stressreaktion
Wie Menschen auf Stress reagieren, kann ihre psychische Gesundheit maßgeblich beeinflussen. Besonders überschießende Reaktionen der Stresshormonachse auf wiederholte Anforderungen können zum Problem werden. Die zentralnervöse Kontrolle des Gehirns auf die individuelle Stressreaktion spielt dabei eine wichtige Rolle.
Experimentelle Ergebnisse zur neuronalen Aktivität und Stressreaktion
In einer Untersuchung ermittelten Forscher zunächst bei den Probanden deren individuelle Regulationsfähigkeit des Stresshormonsystems über einen hormonellen Stress-Stimulationstest. Mit Hilfe der funktionellen Bildgebung wurden nun bei den Probanden insgesamt 15 Funktionsnetzwerke des Gehirns mit anatomisch definierten Knotenpunkten untersucht. Diese neuronalen Aktivitätsmuster wurden mit der hormonellen Stressreaktivität der jeweiligen Probanden korreliert.
Die Kopplung der Ergebnisse zeigte, dass einzelne Ruhenetzwerke, besonders das Netzwerk des Hippocampus, aussagekräftig für die später gemessene Stressreaktion sind. Waren die spontanen Signalschwankungen des linken Hippocampus mit einem bestimmten Areal des rechten Hippocampus besser ‚im Takt’, so zeigten die Probanden eine deutlich geringere Stresshormonausschüttung.
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