TaVNS optimiert die Entscheidungsgenauigkeit – Erkenntnisse aus einer aktuellen Studie zur Hirnstimulation
Haben Sie beim Treffen einer Entscheidung schon einmal Folgendes erlebt: Nachdem Sie einen Fehler gemacht haben, fällt es Ihnen immer schwer, sich zu konzentrieren, und die anschließende Entscheidung wird langsamer oder ungenauer?
Wissenschaftler haben ein Schlüsselsystem in unserem Gehirn entdeckt – das Locus coeruleus-NE-System (LC-NE), das möglicherweise die treibende Kraft hinter den Kulissen darstellt. Kürzlich wurde eine neue Studie der Universität UCLouvain in Belgien in der Fachzeitschrift „Brain Stimulation“ veröffentlicht. Sie bestätigte, dass das LC-NE-System eine zentrale Rolle bei der „Verbesserung der Entscheidungsgenauigkeit“ durch nicht-invasive Stimulation des Vagusnervs spielt.
Was ist eine „aurikuläre Vagusnervstimulation“?
Der wissenschaftliche Name dieser Technik lautet transkutane Vagusnervstimulation (tVNS). Durch das Anbringen von Elektroden an bestimmten Nervenbereichen im Ohr (wie dem Gehörgang oder Gehörgang) wird die Vagusnervbahn zum Gehirn sanft aktiviert und dadurch das Erregungs- und Aufmerksamkeitssystem des Gehirns mobilisiert. In der Studie reichte eine leichte Stimulation von 4 Sekunden aus, um eine Pupillenerweiterung zu bewirken, die ein zuverlässiges Signal dafür ist, dass das Erregungssystem des Gehirns aktiviert ist.
Was hat das Experiment ergeben?
Die Untersuchung wurde in zwei Phasen durchgeführt.
Phase 1: Bestätigen, ob tVNS das Gehirn wirklich aktivieren kann
Mithilfe einer maßgeschneiderten tVNS-Ausrüstung wurden tVNS- und SHAM-Reize im Ruhezustand empfangen. Sowohl die tVNS- als auch die SHAM-Reize dauerten 4 Sekunden, mit einer Frequenz von 25 Hz und einer Pulsbreite von 200 μs. Durch die Aufzeichnung von Veränderungen der Pupillengröße wurde der aktivierende Effekt von tVNS auf das LC-NE-System verifiziert.
Design von Experiment 1
ERGEBNISSE: Im Vergleich zur Kontrollgruppe induzierte tVNS eine stärkere Pupillenerweiterung, was auf eine Aktivierung des Locus coeruleus-NE-Systems (LC-NE) hindeutet.
Phase 2: Wenden Sie tVNS bei Wahrnehmungsaufgaben an, um zu sehen, ob es die Leistung verbessern kann.
Empfangen Sie während der Random Point Movement (RDM)-Aufgabe tVNS- oder SHAM-Reize. Zeichnen Sie Verhaltensdaten wie Reaktionszeit (RT) und Entscheidungsgenauigkeit auf, synchronisieren Sie die Pupillendatenerfassung und verwenden Sie das Drift-Diffusion-Modell (DDM) zur Analyse von Entscheidungsmechanismen. Die Teilnehmer müssen die Bewegungsrichtung (links oder rechts) der Punktmatrix auf dem Bildschirm bestimmen – eine typische „Wahrnehmungs-Entscheidungs“-Aufgabe.
Design von Experiment 2
Das Ergebnis ist überraschend. Nach der Stimulation erhöhte sich die Entscheidungsgenauigkeit um etwa 4 %, die Reaktionsgeschwindigkeit verlangsamte sich jedoch nicht. Mit anderen Worten: Das Gehirn ist wacher und kann präzisere Entscheidungen treffen, anstatt zu schnelleren und chaotischeren Entscheidungen gedrängt zu werden. Insbesondere nach einem Fehler im vorherigen Versuch kann tVNS das Phänomen der „Aufmerksamkeitsabschwächung nach Fehler“ effektiv unterdrücken, sodass die Leistung nicht mehr „einbricht“.
Der Einfluss von tVNS auf das Verhalten bei RDM-Aufgaben (Experiment 2)
Dringlichkeit“ oder „Wahrnehmungsgewinn“? Forschung stellt traditionelle Ansichten in Frage
In der Vergangenheit haben einige Studien am Menschen gezeigt, dass die Rolle des LC-NE-Systems hauptsächlich darin besteht, uns schnelle Entscheidungen zu ermöglichen, d. h. die Reaktionsgeschwindigkeit durch die Steigerung des „Gefühls der Dringlichkeit“ zu beschleunigen. Diese Ansicht wird als Dringlichkeitshypothese bezeichnet und geht davon aus, dass das LC-NE-System uns unter Zeitdruck dazu veranlasst, schnellere, aber möglicherweise weniger genaue Entscheidungen zu treffen.
Diese neue Studie der Universität UCLouvain bietet jedoch eine andere Perspektive. Sie fand heraus, dass die Rolle des LC-NE-Systems eher darin besteht, die Genauigkeit der Wahrnehmungsverarbeitung zu verbessern, d. h. das Signal-Rausch-Verhältnis von Informationen im Gehirn zu verbessern und uns so zu helfen, Sinnesinformationen genauer zu verstehen und zu analysieren, anstatt uns einfach zu schnelleren Entscheidungen zu drängen. Das LC-NE-System „drängt“ uns also nicht nur, Entscheidungen zu treffen, sondern optimiert auch die Informationsverarbeitung in unserem Entscheidungsprozess und macht unsere Entscheidungen klarer und effizienter.
taVNS/tVNS: Die neue Grenze der tragbaren Gehirnforschung?
Diese Forschung bringt nicht nur neue Ideen in die Neurowissenschaft, sondern legt auch den Grundstein für die Entwicklung tragbarer Technologie zur neuronalen Regulierung. Mit fortschreitender Technologie könnten nicht-invasive Geräte wie tVNS Teil unseres täglichen Lebens werden und uns dabei helfen, die neuronale Aktivität im Gehirn ohne äußere Eingriffe zu regulieren.
In Zukunft könnten tragbare Geräte wie die Stimulation des Vagusnervs im Ohr unsere Aufmerksamkeit, unsere Emotionsregulation und sogar unsere Lern- und Entscheidungsfähigkeit verbessern. Das aktuelle dringende Problem besteht darin, die optimalen Stimulationsparameter und präzisere Closed-Loop-Stimulationsmethoden zu ermitteln und dann die parasympathische Nervenaktivität oder das NE-System gezielt zu steigern.
Mit der fortschreitenden Weiterentwicklung der Gehirnforschung und tragbarer KI-Hardwaretechnologie könnten tragbare Geräte zur Gehirnüberwachung und neuronalen Modulation zu wichtigen Werkzeugen zur Verbesserung der kognitiven Fähigkeiten und der Lebensqualität des Menschen werden und es uns ermöglichen, die täglichen Herausforderungen effizienter und gesünder zu bewältigen. Wir stehen möglicherweise an der Schwelle zu einer neuen Ära der kognitiven Verbesserung des Menschen und begrüßen einen intelligenteren Lebensstil.
Quellen:
Su, S. et al. (2025). Transkutane Vagusnervstimulation steigert die Genauigkeit bei der Wahrnehmungsentscheidung. Brain Stimulation, 18 , 975–986. https://doi.org/10.1016/j.brs.2025.04.020
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