TaVNS optimiert die Entscheidungsgenauigkeit – Erkenntnisse aus einer aktuellen Studie zur Hirnstimulation
Einführung
Haben Sie beim Treffen einer Entscheidung schon einmal Folgendes erlebt: Nach einem Fehler 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-Noradrenalin-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 dem Gehörgang) wird der Vagusnervweg zum Gehirn sanft aktiviert und so 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 maßgeschneiderter tVNS-Geräte 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-Noradrenalin-Systems (LC-NE) hindeutet.
Phase 2: Wenden Sie tVNS bei Wahrnehmungsaufgaben an, um zu sehen, ob es die Leistung verbessern kann.
Empfangen Sie tVNS- oder SHAM-Reize während der Random Point Movement (RDM)-Aufgabe. 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 einem Fehler effektiv unterdrücken, sodass die Leistung nicht mehr abstürzt.
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 von Louvain 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 lediglich zu schnelleren Entscheidungen zu drängen. Das LC-NE-System „drängt“ uns also nicht nur zu Entscheidungen, sondern optimiert auch die Informationsverarbeitung im Entscheidungsprozess und macht unsere Entscheidungen klarer und effizienter.
tVNS: Die neue Grenze der tragbaren Gehirnforschung?
Diese Forschung bringt nicht nur neue Ideen in die Neurowissenschaften , sondern legt auch den Grundstein für die Entwicklung tragbarer Technologien zur neuronalen Regulation . Mit fortschreitender Technologie könnten nicht-invasive Geräte wie tVNS Teil unseres täglichen Lebens werden und uns helfen, die neuronale Aktivität im Gehirn ohne externe Eingriffe zu regulieren.
In Zukunft können wir möglicherweise tragbare Geräte wie die Stimulation des Vagusnervs im Ohr nutzen, um unsere Aufmerksamkeit, unsere Gefühlsregulation und sogar unsere Lern- und Entscheidungsfähigkeit zu verbessern. Das aktuelle dringende Problem besteht darin, die optimalen Stimulationsparameter und präzisere Closed-Loop-Stimulationsmethoden zu klären und dann gezielt die parasympathische Nervenaktivität oder das Noradrenalinsystem zu steigern.
Mit der zunehmenden Weiterentwicklung der Gehirnforschung und tragbarer KI-Hardwaretechnologie könnten tragbare Geräte zur Gehirnüberwachung und neuronalen Modulation zu wichtigen Werkzeugen werden, um die kognitiven Fähigkeiten und die Lebensqualität des Menschen zu verbessern und uns so zu 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 perzeptuellen Entscheidungen. Brain Stimulation, 18 , 975–986. https://doi.org/10.1016/j.brs.2025.04.020
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