Wie das Gehirn die Konzentration im Blut beeinflusst

Viele Menschen lassen sich beim Lernen oder bei der Arbeit leicht ablenken, was die Konzentration beeinträchtigt. Manchmal fühlt es sich an, als ob die Konzentration nachlässt, das Gehirn langsamer arbeitet und die Gedanken abschweifen. Es gibt verschiedene Ursachen für diese verminderte Denkleistung.

Ursachen für Konzentrationsschwierigkeiten

  • Informationsüberlast: Wer am Computer arbeitet, während der Fernseher läuft und gleichzeitig Nachrichten am Handy beantwortet, überlastet das Filtersystem im Gehirn.
  • Körperliche Stressfaktoren: Entzündungen, Verletzungen der Blutgefäße oder Eiweißablagerungen im Gehirn können die Konzentration beeinträchtigen.
  • Krankheiten: Depressionen können die Denkleistung verringern.
  • Schlafstörungen: Schlafmangel kann die Reaktionen einzelner Nervenzellen verlangsamen.
  • Nebenwirkungen von Medikamenten: Einige Medikamente können die Konzentration beeinträchtigen.
  • Alkoholgenuss: Alkohol kann die Denkleistung verringern.
  • Online-Arbeit und Recherche: Das Surfen im Web lässt die Aufmerksamkeit ständig von einem Thema zum nächsten springen, was es schwieriger macht, sich zu fokussieren.

Wie man die Konzentration verbessern kann

Die gute Nachricht ist, dass wir unsere Konzentrationsfähigkeit verbessern können. Ein gesunder Lebensstil kann bereits helfen. Dazu gehört beispielsweise, dass Sie mindestens sieben Stunden pro Nacht schlafen. Auch andauernder psychischer Stress hat einen negativen Einfluss. Zwar kann kurzfristiger Stress die Konzentration steigern, aber auf Dauer erschöpft er den Körper, und die Leistungsfähigkeit nimmt ab.

Tipps und Tricks zur Verbesserung der Konzentration

  • Musik: Musik kann die Denkleistung positiv beeinflussen, indem sie die rechte und linke Gehirnhälfte aktiviert. Das kann zu einer höheren Lernleistung und einem besseren Gedächtnis führen.
  • Ernährung: Eine ausgewogene Ernährung mit Vitaminen und Nährstoffen verbessert die Hirnfunktion. Vollkornprodukte sind eine bessere Alternative zu Süßigkeiten, da sie Glukose in Form von Stärke enthalten, die langsam im Körper abgebaut wird. Auch Omega-3-Fettsäuren können helfen, die Konzentration langfristig zu steigern.
  • Flüssigkeitszufuhr: Dehydrierung kann die Konzentration negativ beeinflussen. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt im Schnitt 1,5 Liter Trinkflüssigkeit am Tag.
  • Sport und Bewegung: Sport kann die Hirnleistung fördern, wenn man dadurch nicht dehydriert. Ausdauertraining und aktive Pausen können die Konzentration verbessern.
  • Kein Multitasking: Wer sich konzentrieren will, sollte sich nur mit einer einzigen Aufgabe beschäftigen.
  • Gehirnhälften-Jogging: Diese Übung kann die Konzentrationsfähigkeit steigern.
  • Achtsamkeitsübungen: Achtsamkeitsübungen können dabei helfen, die Aufmerksamkeit auch für den Rest des Tages zu steigern, indem Sie Ihre Aufmerksamkeit gekonnt auf das Hier und Jetzt lenken.

Die Rolle des Gehirns bei der Regulation des Glukosestoffwechsels

Das Gehirn dient als übergeordnetes Organ, das den Soll-Zustand unseres Stoffwechsels durch Kontrolle der einzelnen Organfunktionen aufrechterhalten soll. Zur Beibehaltung dieses Gleichgewichts (Homöostase) benötigt unser Gehirn jedoch Signale zum Ist-Zustand jedes einzelnen Organs. Hormonelle Signalstoffe sowie Nahrungsmoleküle wie Glukose spielen in dieser Kommunikation von den Körperorganen an das Gehirn eine entscheidende Rolle. Die Steuerung dieser Organe durch das Gehirn kann ebenfalls über hormonelle Signalstoffe erfolgen, läuft jedoch meist über die Nervenbahnen unseres autonomen Nervensystems.

Das Gehirn und Diabetes

Die Idee, dass das Gehirn bei der Regulation des Glukosestoffwechsels eine zentrale Rolle spielt, ist nicht neu. Bereits im Jahr 1854 manipulierte der französische Mediziner Claude Bernard bei Ratten den Boden der 4. Hirnkammer - mit der Folge, dass die Tiere an Diabetes erkrankten.

Wie das Gehirn Schwankungen im Blutglukosespiegel erkennt

Heute wissen wir, dass es in den Regulationszentren wie dem Hypothalamus spezialisierte Nervenzellen gibt, die direkt auf Schwankungen im Glukosespiegel reagieren. Bei einer Hypoglykämie wird durch abfallende Glukosespiegel der Gi-Zelltyp aktiviert, was die sofortige Nahrungssuche und Kalorienzufuhr in Gang setzt. Bei ansteigendem Blutglukosespiegel werden Ga-Nervenzellen aktiviert. Dann kommt es zur Hemmung der Gluconeogenese, also Neubildung von Glukose, in der Leber, zur verstärkten Aufnahme von Glukose in die Muskeln beziehungsweise ins Fettgewebe sowie zur erhöhten Freisetzung von Insulin, letztlich also zu einem Sinken des Blutglukosespiegels.

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Die Wirkung von Insulin im Gehirn

Insulin wirkt nicht nur an den Körperzellen, sondern auch im Gehirn. Insbesondere im Hypothalamus, der den Energiehaushalt des Körpers steuert, gibt es Rezeptoren für das Hormon. Auch die Belohnungszentren des Mittelhirns spielen hier eine zentrale Rolle. Eine Insulinresistenz, die die Körperzellen betrifft, ist Hauptursache für die erhöhten Blutglukosewerte bei Menschen mit Typ-2-Diabetes. Studien am Tiermodell legten bereits nahe, dass die Insulinsensitivität im Hypothalamus die Wirksamkeit des Hormons im übrigen Körper beeinflusst.

Leptin und der Glukosestoffwechsel

Leptin hat direkte Effekte auf den Glukosestoffwechsel. Das zeigen Versuche an Ratten und Mäusen mit Typ-1-Diabetes. Wird den Tieren Leptin in die Hypothalamusregion gespritzt, normalisieren sich - trotz des krankheitsbedingten Insulinmangels - ihre deutlich erhöhten Blutglukosespiegel.

Die Bedeutung der Hirndurchblutung für die kognitive Leistung

Wird das Gehirn gut mit Blut versorgt, profitieren davon die Gedächtnisleistung und weitere kognitive Fähigkeiten. Das gilt besonders für Menschen mit einer Erkrankung der Hirngefäße in Form einer „Mikroangiopathie“. Eine Studie hat einen deutlichen Zusammenhang zwischen der Blutversorgung des Hippocampus und kognitiver Leistung gezeigt.

Die Auswirkungen von sozialer Isolation und extremen Umweltbedingungen auf das Gehirn

Eine Studie hat die Effekte von sozialer Isolation und extremen Umweltbedingungen auf das Gehirn untersucht. Die Messungen ergaben, dass sich ein bestimmter Teilbereich des Hippocampus, der Gyrus dentatus, bei den Expeditionsteilnehmern nach Expeditionsende im Vergleich zur Kontrollgruppe verkleinert hatte. Der Gyrus dentatus spielt für die Festigung von Gedächtnisinhalten und das räumliche Denken eine wichtige Rolle.

Ernährung und geistige Fitness

Die geistige Fitness hängt dabei vor allem davon ab, wie viel Glukose im Gehirn zu Verfügung steht, denn diese spielt bei der Synthese des Energiemoleküls Adenosintriphosphat (ATP) eine entscheidende Rolle. Neben den Kohlenhydraten benötigt unser Gehirn weitere lebenswichtige Nährstoffe - Nahrung für die geistige Fitness sozusagen. Vor allem die B-Vitamine und Vitamin E sind wichtige Vitamine fürs Gehirn sowie die Mineralien Magnesium, Kalzium und Zink. Proteine benötigt der Körper für die Kommunikation zwischen den Nervenzellen. Ungesättigte Fettsäuren sind für die Elastizität der Zellwände wichtig. Das Gehirn braucht ständig Flüssigkeit, um seinen hohen Feuchtigkeitspegel zu halten.

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Die Rolle von Proteinen, Mikronährstoffen und Flüssigkeit

Proteine sind unentbehrlich für die Gesundheit und Funktion des menschlichen Gehirns. Neurotransmitter wie Dopamin, Adrenalin, Gaba, Glutamat oder Serotonin sind chemische Botenstoffe des Gehirns, die unsere Stimmung, Motivation und unser Lernvermögen regulieren. Mikronährstoffe spielen eine wesentliche Rolle im Gehirnstoffwechsel und unterstützen eine Vielzahl kognitiver Prozesse. Eine adäquate Flüssigkeitszufuhr ist für die Aufrechterhaltung der kognitiven Funktionen und der Gehirngesundheit von grundlegender Bedeutung.

Koffein und seine Auswirkungen auf die kognitive Leistung

Koffein, das weltweit am häufigsten konsumierte psychoaktive Stimulans, hat komplexe Auswirkungen auf die kognitive Leistung. Es wirkt als Adenosinrezeptor-Antagonist, was zur Stimulation des Zentralnervensystems führt.

Metaboliten als Biomarker für biologische Vorgänge

Die Konzentration und Zusammensetzung von Metaboliten, kleine Moleküle im Blut oder in der Gewebsflüssigkeit, geben Auskunft über biologische Vorgänge im menschlichen Körper. Sie dienen deshalb als wichtige Biomarker in der klinischen Medizin, etwa in der Diagnostik von Krankheiten oder zur Kontrolle, ob eine Therapie anschlägt oder nicht.

Neurofilamente als Marker für Neurodegeneration

Wissenschaftler haben im Blut und Hirnwasser Proteine identifiziert, die Schäden an Nervenzellen widerspiegeln. Die im Fachjournal „Neuron“ veröffentlichten Studienergebnisse legen nahe, dass die Konzentration dieser „leichten Neurofilamente“ über den Verlauf von neurodegenerativen Erkrankungen und die Wirkung einer Behandlung Auskunft geben kann.

Stress und Gedächtnis

Stress beeinflusst durch die Ausschüttung von Hormonen die Gedächtnisleistung - und das je nach Situation positiv oder negativ. Moderater Stress kann das Lernen fördern, dauerhaft unter Strom zu stehen, mindert jedoch die Gedächtnisleistung.

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Wie Stress das Gedächtnis beeinflusst

Fühlen wir uns gestresst, schütten die Nebennieren die Stresshormone Adrenalin, Noradrenalin und Cortisol aus, die unser Gehirn auf unterschiedliche Weise erreichen. Cortisol passiert die Bluthirnschranke und beeinflusst die Neurone im Gehirn direkt, die beiden anderen Hormone stimulieren den Vagusnerv, der wiederum die Noradrenalin-Ausschüttung im Gehirn verändert. Die Hormone beeinflussen so auch das Gedächtnis.

Chronischer Stress und seine Auswirkungen auf das Gehirn

Läuft der Körper aber ständig auf Hochbetrieb, kann dies das Gehirn verändern. In den neunziger Jahren nahmen Neurowissenschaftler an, dass Dauerstress Zellen im Hippocampus und im präfrontalen Cortex absterben lässt. Heute geht man davon aus, dass die Neurone gewissermaßen redefaul werden und ihre Verbindungen abbauen, über die sie sonst miteinander kommunizieren. Dadurch verschlechtern sich die Gedächtnisleistungen.

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