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Lernen und Stress: Wie kompensiert das Gehirn?

EEG zeigt erhöhte Aktivität im Theta-Wellen-Bereich

Wenn Menschen Situationen in Sekundenschnelle einordnen müssen, hilft es, auf gelernte Kategorien zurückgreifen zu können. Wie gut das Lernen von Kategorien in stressigen Situationen funktioniert, haben Psychologen der Ruhr-Universität Bochum mittels Elektroenzephalografie, kurz EEG, untersucht.

Für die Studie kooperierten die Gruppen von Prof. Dr. Oliver Wolf, Prof. Dr. Nikolai Axmacher und Prof. Dr. Boris Suchan vom Bochumer Institut für Kognitive Neurowissenschaft.

Eiswasser und Kamera lösen Stress aus

Die Wissenschaftler verglichen die Leistungen von 16 gestressten und 16 nicht gestressten Männern beim Kategorien-Lernen. Die eine Hälfte der Probanden musste ihre Hand vor dem Lerntest in eiskaltes Wasser halten und wurde dabei gefilmt – ein anerkannter Stresstest. Die andere Hälfte durfte die Hand in warmes Wasser tauchen und wurde nicht gefilmt. "Wir haben die Studie erst einmal nur mit Männern durchgeführt, weil Frauen durch den hormonellen Zyklus anders auf Stress reagieren", erklärt Marcus Paul, einer der Autoren. 

Beim Lerntest mussten die Probanden bunte Ringe anhand ihrer Farbmuster in zwei Kategorien einteilen. Neben typischen Mitgliedern einer Kategorie, mussten die Probanden auch lernen, Ausnahmen zuzuordnen, die den anderen Mitgliedern innerhalb der eigenen Kategorie unähnlich sahen. Frühere Studien hatten ergeben, dass Hirnregionen, die für das Lernen von Ausnahmen wichtig sind, besonders empfindlich auf Stress reagierten. Während der Aufgabe erfassten die Forscher die Hirnaktivität mittels EEG.

Andere Hirnaktivität bei Stress

Die gestressten Probanden schnitten beim Kategorisierungstest genauso gut ab wie die nicht gestressten. Allerdings waren ihre Gehirne während der Aufgabe stärker aktiv, und es waren zusätzliche Hirnbereiche involviert. Im EEG der gestressten Teilnehmer war eine erhöhte Aktivität im Theta-Wellen-Bereich über dem medialen präfrontalen Cortex zu sehen und zwar besonders dann, wenn die Probanden Ausnahmen lernten. Die sogenannten Theta-Wellen spiegeln kognitive Kontrollprozesse wider.

"Wir glauben, einen Mechanismus im Gehirn gefunden zu haben, welcher es Probanden ermöglicht, trotz Stress eine gute Leistung in einer Kategorisierungsaufgabe zu zeigen", erklärt Oliver Wolf. Die Ergebnisse ihrer Untersuchung präsentieren die Forscher im "Journal of Cognitive Neuroscience".