Wer unter Stress steht, findet sich oft schlechter zurecht, und dafür gibt es offenbar einen handfesten biologischen Grund. Das Stresshormon Cortisol stört ein spezialisiertes Navigationssystem im Gehirn. In einem Experiment mit bildgebenden Verfahren machte es die Aktivität sogenannter Gitterzellen unscharf, die als inneres Koordinatensystem dienen. Die Teilnehmer verirrten sich daraufhin deutlich häufiger. Der Befund könnte auch für das Verständnis von Demenz bedeutsam sein.
Dass Stress Denken und Verhalten beeinflusst, ist gut bekannt. Wie genau das Stresshormon Cortisol die für die räumliche Navigation zuständigen Schaltkreise stört, war jedoch lange unklar. Ein Team der Ruhr-Universität Bochum ist dieser Frage gemeinsam mit dem Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf nachgegangen. An der Untersuchung nahmen 40 gesunde Männer teil, die in einem Magnetresonanztomografen eine virtuelle Orientierungsaufgabe lösten. Dabei mussten sie in einer simulierten Umgebung zu einem Ziel zurückfinden und ihren Weg allein anhand ihrer Bewegung abschätzen. Ein Teil der Teilnehmer erhielt vor der Aufgabe Cortisol, der andere ein wirkungsloses Scheinpräparat. So ließ sich vergleichen, wie sich ein akut erhöhter Cortisolspiegel auf Orientierung und Hirnaktivität auswirkt, ohne dass die Personen selbst wussten, welche Substanz sie bekommen hatten.
Das Ergebnis war eindeutig. Unter dem Einfluss von Cortisol verschlechterte sich die Orientierung deutlich. Im Vergleich zur Scheinbehandlung machten die Teilnehmer beim Auffinden ihrer Ziele erheblich größere Fehler, und zwar unabhängig davon, wie komplex der Weg war oder ob es hilfreiche Orientierungspunkte gab. Auch in den Aufnahmen des Gehirns zeigte sich der Effekt. Ohne den Einfluss von Cortisol feuert eine bestimmte Gruppe von Nervenzellen im sogenannten entorhinalen Cortex in einem regelmäßigen Gittermuster, weshalb sie Gitterzellen genannt werden. Sie bilden gewissermaßen das interne GPS des Menschen. Unter Cortisol wurde dieses Muster unscharf, besonders stark in Umgebungen ohne markante Orientierungspunkte. Das Gehirn schien auf eine weniger präzise Ersatzstrategie auszuweichen.
Der entorhinale Cortex enthält Andockstellen für Stresshormone und reagiert deshalb empfindlich auf Cortisol. Wird das regelmäßige Aktivitätsmuster der Gitterzellen gestört, verliert das Gehirn seine genaue innere Karte. In den Aufnahmen zeigte sich zugleich eine verstärkte Aktivität in einer anderen Hirnregion, dem Nucleus caudatus, was auf einen Versuch der Kompensation hindeutet. Das Gehirn greift also offenbar auf ein zweites, weniger genaues Navigationssystem zurück. Die Ergebnisse erschienen im Fachjournal PLOS Biology und beschreiben diesen Mechanismus anhand der Messungen im Detail.
Über die Alltagserfahrung hinaus hat die Studie eine weitreichende Bedeutung. Der entorhinale Cortex gehört zu den ersten Hirnregionen, die bei der Alzheimer-Krankheit geschädigt werden. Da chronischer Stress als Risikofaktor für Demenz gilt, könnte die Beobachtung ein Puzzleteil dafür liefern, wie dauerhaft erhöhte Stresshormone diese empfindliche Region destabilisieren. Zu beachten ist allerdings, dass an der Studie ausschließlich Männer teilnahmen und dass eine einmalige Cortisolgabe nicht mit chronischem Alltagsstress gleichzusetzen ist. Ob langfristig erhöhte Werte ähnliche oder stärkere Störungen verursachen, müssen weitere Untersuchungen klären. Für den Alltag bleibt die Erkenntnis, dass ein hoher Cortisolspiegel die Orientierung messbar beeinträchtigen kann, was das verbreitete Gefühl erklärt, sich unter Druck schlechter zurechtzufinden.
PLOS Biology, Cortisol treatment impairs path integration and alters grid-like representations in the male human entorhinal cortex; doi:10.1371/journal.pbio.3003661