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Koffein verbessert Kurzzeitgedächtnis

Koffein macht bekanntlich munter. Nun haben Innsbrucker Wissenschaftler erstmals nachgewiesen, dass der Wirkstoff die Aktivität in jenem Hirnbereich steigert, der für Aufmerksamkeit und Konzentration innerhalb des Arbeitsgedächtnis-Netzwerkes verantwortlich ist. In einer funktionellen Magnetresonanztomographie-Studie, die weltweit für mediales Aufsehen sorgte, hatten sich 15 freiwillige Probanden unter Einfluss von Koffein einem Gedächtnisexperiment gestellt.

Die Forscher um Dr. Florian Koppelstätter von der Universitätsklinik für Radiodiagnostik 2 präsentierten die Ergebnisse ihrer Studie auf der Jahrestagung der Nordamerikanischen Radiologischen Gesellschaft (RSNA) in Chicago. „Wir konnten zeigen, dass Koffein eine modulierende Wirkung auf bestimmte Hirnregionen innerhalb des Arbeitsgedächtnis-Netzwerkes hat“, so Koppelstätter. Dazu hatten die Forscher eine kleine Gruppe von Freiwilligen zu einem Gedächtnis-Experiment eingeladen. Nach einer 24-stündigen koffeinfreien Phase wurde jeder Proband jeweils zweimal im MR-Scanner getestet, einmal ohne Koffein (Placebo) und einmal nach Gabe von 100 Milligramm Koffein (entspricht etwa zwei Tassen Kaffee) rund 20 Minuten vor dem Experiment. Der Gedächtnistest setzte sich aus einer endlosen Abfolge von einfachen Bildern (die Buchstaben A, B, C, und D) zusammen, die den Probanden während der gesamten Messung im Scanner über einen Bildschirm präsentiert wurde. Die Aufgabe bestand darin zu entscheiden, ob der gerade präsentierte Buchstabe bereits zwei Buchstaben zuvor gezeigt worden war oder nicht. Die Versuchspersonen mussten über Tasten mit Ja oder Nein antworten. Dadurch konnten einerseits die richtigen und falschen Treffer registriert und andererseits die Reaktionszeiten aufgezeichnet werden.

Anstieg der neuronalen Aktivität

Die Versuchspersonen zeigten im Gegensatz zur Placebo-Bedingung unter Koffein-Einfluss tendenziell schnellere Reaktionszeiten bei etwa gleichbleibender Trefferquote. Auf funktioneller Ebene konnten die Wissenschaftler mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie eine unter Koffein vermehrte Aktivität im Frontallappen und zwar im so genannten anterioren Cingulum nachweisen, eine Region die innerhalb des Arbeits- oder Kurzzeitgedächtnis-Netzwerkes exekutive Funktionen wie Aufmerksamkeit und Konzentration steuert. In der Placebo-Bedingung wurde keine Veränderung in dieser Region festgestellt. „Wir konnten mit der funktionellen Magnetresonanztomographie zeigen, dass Koffein parallel zur Verhaltensänderung einen Anstieg neuronaler Aktivität in bestimmten Bereichen des Gehirns auslöst, die während einer Kurzzeitgedächtnisaufgabe aktiv sind“, schildert Koppelstätter. Der Wissenschaftler relativiert freilich auch gleich wieder: „Es macht keinen Sinn, jetzt sofort zur Kaffeemaschine zu laufen. Wir haben gezeigt, dass Koffein einen Einfluss auf die normale Hirnfunktion hat. Dennoch müssen wir noch viel über den Effekt des Koffeins auf unsere geistigen Fähigkeiten lernen“, so der Radiologe abschließend.