Entwicklung eines ganzheitlichen Modells zeitabhängiger Stresseffekte auf das Arbeitsgedächtnis I: Untersuchung der Auswirkungen naturalistischer Interventionen, die auf zentrales Noradrenalin und Cortisol abzielen

• Antragsteller: Dr. Christoph Geißler
• Fachliche Zuordnung: Biologische Psychologie und Kognitive Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 550639314

Akuter Stress wirkt sich auf Kognition aus. Einer der kognitiven Prozesse, die durch akuten Stress beeinflusst werden, ist das Arbeitsgedächtnis. Das Arbeitsgedächtnis ist eine zentrale exekutive Funktion, die es uns ermöglicht Informationen internal aufrecht zu erhalten, zu manipulieren und zu updaten. Dies ermöglicht es uns Handlungspläne zu entwickeln und uns an unsere Umgebung anzupassen. Akuter Stress führt gemeinhin zu einer Deaktivierung solcher höheren kognitiven Fähigkeiten zugunsten instinktiven oder reflexartigen Verhaltens. Im Humanbereich sind bisherige experimentelle Befunde zu akuten Stresseffekten auf das Arbeitsgedächtnis jedoch gemischt. Vorangegangene Studien zeigten teils positive, teils negative und teils keinen Effekt von akutem Stress auf das Arbeitsgedächtnis. Neben einer Reihe personeninhärenter Faktoren, spielt die Zeit zwischen Stress und Arbeitsgedächtnisaufgabe eine entscheidende Rolle für die Qualität der gefundenen Effekte. In einem systematischen Literaturreview konnten wir zeigen, dass vor allem innerhalb der ersten zehn Minuten nach akutem Stress, sowie in einem Zeitintervall von mehr als 25 Minuten nach akutem Stress negative Stresseffekte auf das Arbeitsgedächtnis auftreten. Diese Zeitintervalle fallen mit dem Aktivitätsfenster zweier zentraler, zerebral-aktiver Stresshormone zusammen. So ist der zerebrale Noradrenalinspiegel innerhalb der ersten zehn bis fünfzehn Minuten nach akutem Stress erhöht und der zerebrale Cortisolspiegel erreicht sein Maximum zwischen 25 und 45 Minuten nach akutem Stress. In Medikamentenstudien konnte gezeigt werden, dass sowohl ein stark erhöhter Noradrenalin- als auch ein stark erhöhter Cortisolspiegel neuronale Verarbeitung in präfrontalen Hirnregionen beeinträchtigt, die zentral für Arbeitsgedächtnisverarbeitung sind. Allerdings ist fraglich, wie gut eine external medikamentöse Beeinflussung von Noradrenalin und Cortisol eine natürliche Veränderung des Noradrenalin- und Cortisolspiegels nachbildet. Studien, die die spezifische Rolle von Noradrenalin und Cortisol bei stressbedingten Veränderungen in präfrontaler Verarbeitung, sowie der Arbeitsgedächtnisleistung abbilden, fehlen bisher. Geplant ist eine Reihe von fünf Experimenten bei denen die zerebrale Noradrenalin- und Cortisolaktivität mit verschiedenen Stressinterventionen gezielt beeinflusst und die Auswirkung auf die Arbeitsgedächtnisleistung und relatierte präfrontale Aktivität untersucht werden soll. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, ein ganzheitliches Modell akuter Stresseffekte auf das menschliche Arbeitsgedächtnis zu erstellen. Insbesondere soll in diesem Zusammenhang die wechselseitige Beziehung zwischen akutem Stress, präfrontaler neuronaler Aktivität und körpereigener Noradrenalin- und Cortisolaktivität genauer spezifiziert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Gregor Domes; Professor Dr. Christian Frings