Ermüdung entsteht im Kopf

Was Sportle/innen aus Erfahrung kennen, haben Forschende jetzt detailliert untersucht: Bei ermüdenden Ausdauerleistungen spielt der Kopf eine wichtige Rolle. Sie haben im Gehirn einen Mechanismus aufdecken können, der bei ermüdenden Aufgaben eine Reduktion der Muskelleistung bewirkt und dafür sorgt, dass die eigenen physiologischen Grenzen nicht überschritten werden. Dass Muskelermüdung und Änderungen der Interaktion zwischen neuronalen Strukturen zusammenhängen, wurde mit dieser Studie erstmals empirisch nachgewiesen.

Wie stark wir unsere Muskeln willkürlich aktivieren können, hängt zum Beispiel ab von der Motivation und Willenskraft oder vom Trainings- und Ermüdungszustand der Muskeln. Gerade letzterer führt zu deutlich spür- und messbaren Leistungseinbussen. Lange Zeit wurde die Erforschung der Muskelermüdung weitgehend auf Veränderungen im Muskel selbst beschränkt. Ein gemeinsames Forschungsprojekt der Universität Zürich und der ETH Zürich hat nun den Fokus auf die Erforschung des Gehirns gelegt. Die Forschenden haben dabei erstmals neuronale Prozesse aufgedeckt, die dafür verantwortlich sind, dass sich die Muskelaktivität im Laufe einer ermüdenden Aufgabe reduziert.

Nervenimpulse des Muskels hemmen motorisches Areal im Hirn

In der ersten Studie konnten die Forschenden zeigen, dass im Verlauf einer ermüdenden, Kraft verlangenden Aufgabe Nervenimpulse aus dem Muskel – ganz ähnlich wie Schmerzinformationen – das primäre motorische Areal hemmen. Nachweisen konnten sie dies anhand von Messungen, bei denen Probanden ermüdende Oberschenkelkontraktionen solange wiederholt haben, bis sie die verlangte Kraft nicht mehr erreichen konnten. Wurde dieselbe Übung aber unter Narkotisierung des Rückenmarks (Spinalanästhesie) durchgeführt – und damit die Rückmeldung vom Muskel an das primäre motorische Areal unterbrochen –, fielen die entsprechenden, ermüdungsbedingten Hemmprozesse signifikant schwächer aus, als wenn die Muskelinformationen intakt waren.