Wie das Gehirn olympisches Gold möglich macht

Olympisches Gold gewinnen Körper in jeder Form und Größe – allesamt perfekt darauf abgestimmt, die hohen Anforderungen ihrer Disziplin zu erfüllen. Nahezu jedes System ist darauf vorbereitet, die körperlichen Grenzen von Tempo, Präzision, Kraft und Ausdauer auszureizen.

Seit Jahren erhält die Frage, wodurch sich das Gehirn von Spitzenathletinnen und Spitzenathleten von unserem unterscheidet, erhebliche Aufmerksamkeit.

So wie Höchstfitness und außergewöhnliche Kraft die meisten Sportlerinnen und Sportler auszeichnen, heben auch zahlreiche Eigenschaften ihres Nervensystems Olympiateilnehmende von uns gewöhnlichen Sterblichen ab.

Wahrnehmung und Fokus bei Olympiateilnehmenden

Schon in dem Augenblick, in dem der Körper eine Veränderung seiner Umgebung registriert, sind intensiv trainierte Athletinnen und Athleten im Vorteil.

Prasseln zufällige Geräuschreize auf sie ein – etwa der Lärm in der Arena, das entfernte Dröhnen eines vorbeifliegenden Jets oder das Knacken aus dem Lautsprecher der Moderation –, muss das Gehirn der Athletin oder des Athleten rasch entscheiden, welche Töne für den Erfolg entscheidend sind und welche lediglich ablenken.

Eine 2019 veröffentlichte Querschnittsstudie, die Forschende der Northwestern University in den USA leiteten, zeigte bei studentischen Athletinnen und Athleten aus mehreren Sportteams der höchsten Liga eine stärkere Reaktion auf Geräusche als bei Kontrollpersonen gleichen Alters und Geschlechts.

Die Auswertung von Hirnstrommessungen deutete darauf hin, dass die Sportlerinnen und Sportler irrelevante Geräusche besser ausblenden konnten und Zielgeräusche mit deutlich weniger Ablenkung wahrnahmen.

Ein großer Teil dieses Effekts könnte zwar darauf zurückgehen, dass sie lernen, die Rufe des Trainers oder der Trainerin am Spielfeldrand herauszufiltern. Einige der untersuchten Athletinnen und Athleten waren jedoch in traditionell deutlich ruhigeren Umgebungen aktiv, etwa auf einem Golfplatz. Regelmäßiges Training und Konzentration selbst könnten somit die Fähigkeit des Gehirns formen, Ablenkungen auszublenden.

Dabei geht es nicht allein um Geräusche. Eine 2018 veröffentlichte Untersuchung ergab, dass versierte Tennisspielerinnen und Tennisspieler Phasen besonders intensiver visueller Konzentration verlängern können, die gemeinhin als „Quiet Eye“ bezeichnet werden.

Die von Forschenden der Florida State University geleitete Studie stellte fest, dass die stärkeren Spielenden nicht nur längere Quiet-Eye-Phasen aufwiesen, sondern dass diese ausgedehnten Konzentrationsphasen auch mit besseren Schlägen verbunden waren. Eine Literaturübersicht derselben Forschenden zu weiteren Sportarten zeigte, dass der Zusammenhang zwischen Können und Quiet-Eye-Dauer nicht auf Tennis beschränkt ist.

Bewegungssteuerung im Gehirn von Spitzensportlerinnen und Spitzensportlern

Mit detaillierten Informationen über das Spielgeschehen ausgestattet, muss eine Athletin oder ein Athlet auf Spitzenniveau diese in erfolgbringende Handlungen umsetzen.

Motorische Bewegungen werden überwiegend durch die äußere Hirnschicht, den Cortex, koordiniert. Bei Elite-Wasserspringerinnen und Elite-Wasserspringern wurde eine Zunahme der Dicke in Bereichen nachgewiesen, die unter anderem mit räumlicher Orientierung und der Wahrnehmung der eigenen Körperbewegung verbunden sind.

Auch die Verbindungen zwischen Regionen der Hirnrinde und einem Striatum genannten Nervenzellverband im Vorderhirn, der für das Abstimmen von Bewegungsabfolgen entscheidend ist, scheinen bei Athletinnen und Athleten auf hohem Niveau stärker ausgeprägt zu sein.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften in Deutschland zeigten, dass drei Athleten mit ausgeprägten Fähigkeiten im Speerwurf und Weitsprung ebenfalls deutlich andere kortikostriatale Schaltkreise aufwiesen als passend ausgewählte Kontrollpersonen.

Auch wenn es sich keineswegs um eine große Stichprobe handelte, veranschaulicht ihre Studie aus dem Jahr 2015, dass sich die Verbindungsbahnen zwischen Hirnregionen, die verschiedene Bewegungen zur Erreichung eines Ziels koordinieren, bei hochtrainierten Athletinnen und Athleten unterscheiden.

Gene, Antrieb und die Jagd nach olympischem Gold

Zweifellos werden manche Menschen mit Gehirnen geboren, denen es leichter fällt, die für präzises Hören, Quiet Eye und messerscharfe Reaktionen nötigen Schaltkreise auszubauen – so wie andere von Natur aus kräftigere Muskeln entwickeln können.

Viele Athletinnen und Athleten auf olympischem Niveau könnten jedoch mit einem Trumpf geboren sein: einem chemischen Anstoß, der sie etwas entschlossener nach Ruhm streben lässt.

Genetikerinnen und Genetiker der Universität Parma in Italien veröffentlichten 2015 eine Studie, in der vier Gene untersucht wurden, die an Muskelentwicklung und Verhalten beteiligt sind, insbesondere an Aggression und Angst.

Besonders auffällig war das Gen des Dopamin-aktiven Transporters (DAT), das bekanntermaßen mit Energieverbrauch, Bewegung und dem Streben nach Belohnung zusammenhängt.

Andere Studien legen nahe, dass die Suche nach starken Reizen unter Athletinnen und Athleten verbreitet ist, insbesondere in risikoreichen Sportarten wie Ski- und Snowboardfahren.

Wahrscheinlich werden viele Menschen, die sich zum Gewinn von olympischem Gold antreiben, dazu bewegt, ihr Gehirn zu Leistungsmaschinen zu formen, mit denen sie den Rest ihres Körpers bis an die Grenze belasten können.