Aus früheren Forschungen wissen wir bereits, dass geistige Anstrengung Auswirkung auf physiologische Parameter wie Herzfrequenzvariabilität und Blutfluss hat. Diese gelten gemeinhin aber als eher subtil und können das Gefühl schwerer Müdigkeit nach geistig anspruchsvoller Tätigkeit nicht erklären.

Ein Forschendenteam um den Neurowissenschaftler Antonius Wiehler vom Pariser Brain Institute hatte daher die Vermutung formuliert, dass die kognitive Müdigkeit auf metabolische Veränderungen im Gehirn zurückzuführen sein könnte – also eine Stoffwechselfolge sei.

Und ebendiesen Zusammenhang konnte das Team in seiner am 11. August im Wissenschaftsjournal Current Biology veröffentlichten Studie nachweisen. Der Missetäter heißt demnach Glutamat und ist ein wichtiges Signalmolekül im Gehirn.

Um den Zusammenhang zu erforschen, hatte Wiehlers Team 40 Teilnehmende akquiriert. Von denen wurden 24 mit einer anspruchsvollen Denkaufgabe betraut, die sie am Computer zu erledigen hatten. Die übrigen 16 Teilnehmer wurden gebeten, ähnliche, aber einfachere Aufgaben zu lösen.

Während der Erledigung der Aufgaben wurden die Teilnehmenden per Magnetresonanzspektroskopie beobachtet. Dabei wurden bei den Teilnehmenden mit den fordernderen Aufgaben erhöhte Glutamatspiegel in einer Gehirnregion namens lateraler präfrontaler Kortex gemessen.

Der präfrontale Kortex ist der Sitz der kognitiven Kontrolle. Das ist der Teil des Gehirns, der es Menschen ermöglicht, ihre Impulse zu unterdrücken. Studienleiter Wiehler erklärt das so: „Wenn Sie von einem Insekt gestochen werden, wollen Sie sich kratzen. Wenn Sie diesen Reflex unterdrücken, ist das kognitive Kontrolle.“

Der präfrontale Kortex ist zudem der Sitz des körpereigenen Belohnungssystems. Hier entscheidet sich, welche Art von Belohnung wir uns für unsere Leistungen geben wollen. Und auch in dieser Hinsicht gewannen die Forschenden neue Erkenntnisse.

Denn es zeigte sich, dass die Studienteilnehmenden mit den fordernderen Aufgaben eher kurzfristige, leicht zu erlangende Belohnungen von geringerem Wert – wie einen ungesunden Snack – wählten, obschon ihnen auch größere Belohnungen, die erst nach längerem Warten oder größerer Anstrengung zu erwarten sind, angeboten worden waren.

Dafür haben die Forschenden eine recht einfache Erklärung: Zu viel Glutamat kann die Gehirnfunktion stören. Ob etwa eine rechtzeitig eingelegte Ruhepause dem Gehirn ermöglichen würde, die richtige Regulierung des Moleküls wiederherzustellen, wollen die Autoren weiter untersuchen.

Denn bislang gibt es keinen empirisch erprobten Weg, wie man sich von geistiger Erschöpfung erholen kann. „Es wäre toll, mehr darüber herauszufinden, wie der Glutamatspiegel wiederhergestellt wird“, sagt Wiehler und fragt sich: „Ist Schlaf hilfreich? Wie lang müssen die Pausen sein, um eine positive Wirkung zu erzielen?“

Wiehlers Studie ist eine der Ersten, die einen Zusammenhang zwischen kognitiver Ermüdung und Neurometabolismus herstellt. Dabei stellt sie indes nur den Startpunkt eigentlicher Forschung dar.

Denn der Umstand, dass Teilnehmende nach anstrengenden Tätigkeiten einen erhöhten Glutamatspiegel aufweisen, ist zunächst nur die Beobachtung einer Korrelation. Ob ein Kausalzusammenhang besteht, ist noch völlig unklar.

Dennoch ist die Studie wegweisend, denn sie hat ein Verfahren zur Messung von Stoffwechselveränderungen als Reaktion auf geistige Ermüdung etabliert, das wiederum andere Forscher für ihre eigenen Studien verwenden können. Vorerst bleiben die Gründe für kognitive Ermüdung aber im Ungefähren.