Effects of Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Paracanoe Athletes: A Randomized Sham-Controlled Crossover Trial

In der hochkompetitiven Welt des Elitesports, in der Bruchteile einer Sekunde über Sieg oder Niederlage entscheiden, suchen Athleten und Wissenschaftler ständig nach dem kleinstmöglichen Vorsprung. Ein Bereich, der wachsendes Interesse weckt, ist die Verbindung zwischen dem Kommandozentrum des Gehirns und den automatischen Funktionen des Körpers. Das Gehirn plant nicht nur Bewegungen; es hilft auch dabei, das Herz und die Fähigkeit, unter Druck zu fokussieren, zu regulieren. Forscher haben ein nicht-invasives Werkzeug namens transkranielle Gleichstromstimulation entwickelt, um die Aktivität des Gehirns sanft anzuregen. Durch das Anlegen eines sehr schwachen elektrischen Stroms an bestimmte Stellen der Kopfhaut können sie die Aktivität bestimmter Gehirnzellen vorübergehend verändern. Das Ziel ist es zu sehen, ob dieser sanfte Anstoß den Geist schärfen oder dem Körper helfen kann, Stress während des Wettkampfs besser zu bewältigen. Während diese Technologie bereits an körperlich gesunden Athleten getestet wurde, ist über die Auswirkungen auf paralympische Athleten, deren Körper und Nervensystem sich bereits an signifikante körperliche Unterschiede angepasst haben, noch sehr wenig bekannt.

Ein Forscherteam in Rio de Janeiro machte sich daran, diese Frage mit einer kleinen Gruppe von Elite-Parakanu-Athleten zu untersuchen. Dies sind Paddler, die bei den Paralympics antreten, von denen viele Beeinträchtigungen an den Beinen oder am Rumpf haben. Die Wissenschaftler wollten wissen, ob eine einzige Sitzung dieser Hirnstimulation die Fähigkeit der Athleten verbessern könnte, schnelle, präzise Entscheidungen zu treffen und die Reaktion ihres Herzens auf die Anstrengung zu verändern. Sie konzentrierten sich auf einen spezifischen Teil des Gehirns, der als dorsolateraler präfrontaler Kortex bekannt ist – ein Bereich, der mit Fokus, Entscheidungsfindung und der Kontrolle der Stressreaktion des Körpers verbunden ist. Um dies zu testen, brachten sie acht männliche Athleten früh am Morgen in ein Labor, wobei sie deren übliche Trainingszeiten berücksichtigten, um sicherzustellen, dass sich ihre Körper in einem vertrauten Zustand befanden.

Die Studie wurde als Crossover-Studie konzipiert, was bedeutet, dass jeder Athlet seine eigene Kontrolle war. Jeder Teilnehmer besuchte das Labor zweimal, getrennt durch eine Woche Ruhepause. Bei einem Besuch erhielt er die echte Stimulation, und beim anderen erhielt er eine Scheinversion, bekannt als Sham, bei der die Ausrüstung gleich aussah und sich auch so anfühlte, aber keinen vollen elektrischen Strom lieferte. Während der echten Sitzung platzierte ein Forscher zwei mit Salzwasser getränkte Schwamm-Elektroden auf dem Kopf des Athleten: eine über der linken Stirnseite und die andere in der Nähe der rechten Augenbraue. Ein Gerät lieferte dann einen stetigen, milden Strom für zwanzig Minuten. Die Athleten saßen ruhig da und wurden angewiesen, wach zu bleiben, aber nicht zu viel zu sprechen oder sich zu bewegen. Vor und nach der Stimulation absolvierten sie einen Test, der den Fokus und die Fähigkeit, Ablenkungen zu ignorieren, misst. Sie trugen zudem einen Herzfrequenzmonitor, um die Herzfrequenz und den Rhythmus zwischen den Herzschlägen zu verfolgen.

Die Ergebnisse zeigten einen deutlichen Unterschied darin, wie die Athleten den Mentaltest nach der echten Stimulation im Vergleich zur Scheinbehandlung absolvierten. Als die Athleten die aktive Stimulation erhielten, erzielten sie signifikant mehr korrekte Antworten im farbnamen-bezogenen Teil des Fokustests. Sie wurden nicht schneller, aber sie wurden präziser, was darauf hindeutet, dass die Stimulation ihnen half, Ablenkungen effektiver herauszufiltern. Die Herzdaten erzählten eine komplexere Geschichte. Nach der echten Stimulation zeigten die Athleten Anzeichen einer Verschiebung in ihrem autonomen Nervensystem, dem Teil des Körpers, der automatische Funktionen wie die Herzfrequenz steuert. Konkret nahmen Marker, die auf die Bereitschaft des Körpers für eine Aktion hinweisen, zu, während die Schein-Sitzung ein anderes Muster verursachte, bei dem sich die Herzfrequenz einfach beschleunigte und die Zeit zwischen den Schlägen verkürzte. Dies deutet darauf hin, dass die echte Stimulation etwas Spezifisches in der Kontrolle des Gehirns über das Herz bewirkte, anstatt nur eine allgemeine Reaktion auf das Verfahren zu sein.

Die Forscher sind jedoch vorsichtig damit, dies als endgültige Lösung zu deklarieren. Die Studie umfasste nur acht Personen für den Mentaltest und nur fünf für die Herzdaten, eine sehr kleine Gruppe, die die Zuverlässigkeit der Ergebnisse für die Allgemeinheit einschränkt. Das Team verwendete eine spezielle statistische Methode, um zu schätzen, was passieren könnte, wenn sie viel mehr Menschen testen würden, und ihre Berechnungen legen nahe, dass eine größere Studie diese Ergebnisse wahrscheinlich bestätigen würde. Für den Moment dient die Arbeit als vielversprechendes Signal. Sie deutet darauf hin, dass die sanfte Stimulation dieses Teils des Gehirns den Parakanu-Athleten helfen könnte, ihren Fokus zu schärfen und die Stressreaktion ihres Körpers zu verändern, aber diese frühen Erkenntnisse müssen erst mit einer viel größeren Gruppe von Athleten verifiziert werden, bevor sie als Standard-Trainingstool empfohlen werden können.