Pharmakologisches Neuroenhancement und „Hirndoping“

Chancen und Risiken
Originalien und Übersichten

Zusammenfassung

Unter „pharmakologischem Neuroenhancement“ versteht man die Einnahme psychoaktiver Substanzen aller Art durch Gesunde mit dem Ziel der geistigen Leistungssteigerung, beispielsweise bezüglich Wachheit, Gedächtnis oder Stimmung. „Hirndoping“ dagegen meint die missbräuchliche Einnahme einer Subgruppe solcher Substanzen, die verschreibungspflichtig oder illegal sind. Zu diesen Substanzen zählen vor allem Psychostimulanzien (Amphetamine, Methylphenidat) und Modafinil, aber auch Antidementiva (Acetylcholinesterase-Inhibitoren, Memantine) und Antidepressiva (selektive Serotoninwiederaufnahmehemmer), die eigentlich zur Therapie des Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitäts-Syndroms, der Alzheimer-Demenz und Depressionen eingesetzt werden. Nachweisbare Effekte bei Gesunden auf Konzentration, Aufmerksamkeit und Wachheit finden sich nur für Stimulanzien und Modafinil, die jedoch relevante Nebenwirkungen und Sicherheitsrisiken aufweisen, die einen bedenkenlosen Einsatz bei Gesunden nicht rechtfertigen. Koffein zum pharmakologischen Neuroenhancement kann als wirksame Alternative angesehen werden. „Hirndoping“ wirft eine Reihe ethischer und gesellschaftlicher Fragen auf, die einer fortgesetzten Diskussion bedürfen – Forderungen nach einer Liberalisierung müssen kritisch hinterfragt werden.

Schlüsselwörter

Hirndoping Kognitiv Neuroenhancement Leistungssteigerung Psychostimulanzien 

Pharmacological neuroenhancement and brain doping

Chances and risks

Abstract

Pharmacological neuroenhancement refers to the use of psychoactive substances by healthy subjects with the purpose of cognitive enhancement, e.g., vigilance, concentration, memory, or mood. “Brain doping”, however, refers to the illicit use of a subcategory of these substances such as prescription drugs. This subcategory includes psychostimulants (e.g., amphetamines, methylphenidate), modafinil, antidementia drugs (acetylcholine-esterase inhibitors, memantine), and antidepressants (selective serotonin reuptake inhibitors) which are being prescribed for the treatment of ADHD (attention deficit/hyperactivity disorder), Alzheimer’s disease, and depression. Only psychostimulants and modafinil show significant effects on concentration, attentiveness, and vigilance in healthy subjects. However, a general use by healthy persons can not be justified because of relevant side effects and safety risks. Caffeine for pharmacological neuroenhancement can be seen as an equally effective alternative. “Brain doping” raises numerous ethical and social concerns that require a continued discussion. Demands of liberalization should be critically questioned.

Keywords

Brain doping Cognitive Neuroenhancement Enhancement Psychostimulants 

Seit Beginn seiner Geschichte hat der Mensch versucht, über sich hinauszuwachen. Sei es durch die Erfindung von Werkzeugen, wodurch es ihm gelang, seine körperliche Leistungsfähigkeit zu verbessern, oder durch die Einnahme von Getränken und Substanzen, mit denen er versuchte, seine körperliche und geistige Leistungsfähigkeit zu steigern [1, 2]. Seit Jahrhunderten etwa wird Kaffee getrunken, um wach und geistig leistungsfähig zu bleiben, und viele Schriftsteller und Philosophen haben ihre berühmten Schriften unter dem Einfluss leistungssteigernder Substanzen verfasst. Mit der Entwicklung der Psychostimulanzien, allen voran der Amphetamine, in den 30er-Jahren des letzten Jahrhunderts eröffnete sich eine völlig neue Möglichkeit zur geistigen Leistungssteigerung, das heißt zur Verbesserung von Funktionen wie Wachheit, Konzentration, Gedächtnis oder Stimmungen durch die Einnahme psychoaktiver Substanzen aller Art. Fasst man den Begriff der psychoaktiven Substanzen sehr weit, können darunter nicht nur synthetisch hergestellte Substanzen, sondern auch natürliche Substanzen wie Koffein oder pflanzliche Produkte wie Ginkgo biloba subsumiert werden. Heute spricht man bei Gebrauch solcher Substanzen vom sogenannten pharmakologischen „Neuroenhancement“ (vom Englischen „Enhancement“, Steigerung, Verbesserung), das die Einnahme aller denkbaren pharmakologischen Substanzen mit leistungssteigernder Wirkung auf das Gehirn umfasst. Der Begriff „Hirndoping“, der in der wissenschaftlichen Debatte zum Enhancement bisher kaum verwandt wird, meint den Gebrauch einer Untergruppe dieser psychoaktiven Substanzen, die verschreibungspflichtig beziehungsweise illegal sind und deren Anwendung durch Gesunde einen Missbrauch darstellt [1]. Der Begriff „Hirndoping“ lehnt sich somit an den Doping-Begriff im Sport an, der die Anwendung „verbotener Substanzen“ zur körperlichen Leistungssteigerung im Sport untersagt. Zu solchen zum „Hirndoping“ eingesetzten Substanzen gehören unter anderem folgende verschreibungspflichtige Pharmaka: Psychostimulanzien (Amphetamine und Amphetamin-ähnliche Substanzen wie Methylphenidat), Modafinil, Antidementiva (Acetylcholinesterase-Inhibitoren und Memantine) sowie Antidepressiva (vor allem die selektiven Serotoninwiederaufnahmehemmer). Diese Substanzen sind zur Behandlung des Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitäts-Syndroms (ADHS; Methylphenidat; Amphetamine in den USA), zur Behandlung von Narkolepsie, chronischem Schichtarbeitersyndrom und Schlafapnoesyndrom mit exzessiver Tagesmüdigkeit (Modafinil), der Alzheimer-Demenz (AD) (Antidementiva) und Depressionen und Angsterkrankungen (Antidepressiva) zugelassen und verschreibungspflichtig. Eine Einnahme durch Gesunde ist – anders als bei Substanzen wie beispielsweise Kaffee und Ginkgo biloba – nicht erlaubt und zieht gegebenenfalls juristische Konsequenzen nach sich.

Trotz dieses Verbots ist die Bereitschaft zur Einnahme in der Bevölkerung hoch, was nicht zuletzt in der zunehmenden Verdichtung und Beschleunigung der Lern- und Arbeitswelt liegen dürfte [1]. In einer nicht-repräsentativen Umfrage der Zeitschrift „Nature“ aus dem Jahr 2008 waren 80% der befragten Akademiker der Meinung, dass es gesunden Erwachsenen erlaubt sein solle, solche Substanzen einzunehmen, wenn sie es wollen. Von den Befragten hatten 20% angegeben, mindestens einmal in ihrem Leben Substanzen wie Methylphenidat, Modafinil oder β-Blocker zur Leistungssteigerung eingenommen zu haben. Umfragen an amerikanischen Hochschulen zeigen ebenfalls relativ hohe Prävalenzen. 8,1% der befragten Studierenden hatten irgendwann einmal während ihres Lebens und 5,4% im letzten Jahr verschreibungspflichtige Stimulanzien wie Amphetamine oder Modafinil zur geistigen Leistungssteigerung verwendet [3]. Repräsentative Erhebungen zur Prävalenz des Einsatzes potenzieller „Hirndopingmittel“ in Deutschland gibt es bislang nicht. Die im Februar 2009 veröffentlichte Befragung der Deutschen Angestelltenkrankenkasse (DAK) weist auf einen Anteil von ungefähr einem Drittel der bundesdeutschen Bevölkerung hin, der bereits verschreibungspflichtige oder frei verkäufliche Substanzen zur geistigen Leistungssteigerung eingenommen hat [4]. Aktuell ausgewertete vorläufige Daten aus einer eigenen großen Studie zur Häufigkeit von „Hirndoping“ bei Schülern und Studierenden in Deutschland zeigen, dass 3,1% der Schüler an Gymnasien und Berufsschulen bereits Stimulanzien (Amphetamine, Methylphenidat, Modafinil) zur geistigen Leistungssteigerung eingenommen haben [5]. Diese Zahl bezieht sich ausschließlich auf gesunde Schüler ohne diagnostiziertes ADHS oder andere psychische Erkrankungen mit damit verbundener ärztlicher Verschreibung von zum Beispiel Methylphenidat.

Die vorliegende Übersichtsarbeit will zum einen über die Wirksamkeit sowie Nebenwirkungen und Sicherheitsrisiken von Substanzen zum pharmakologischen Neuroenhancement beziehungsweise Hirndoping informieren und eine Basis für eine kritische Bewertung der Substanzen schaffen. Dazu wurde nach dem Begriff „Randomized Controlled Trials“, nach den Substanznamen potenziell leistungssteigernder Substanzen und dem Begriff „healthy“ in verschiedenen wissenschaftlichen Datenbanken (Medline, Pubmed, Cochrane Library) gesucht. In einer vorangegangenen Studie haben wir über 1500 Schüler und Studierende zu ihrem Wissen über und zur Einnahme von potenziell leistungssteigernden Substanzen befragt. Die von den Probanden als neurokognitive Enhancer angesehenen Substanzen entsprechen den Angaben in vorangegangenen internationalen Studien und liegen der Literatursuche zugrunde [1, 4, 5, 6].

Verschreibungspflichtige und illegale Substanzen, die mit dem Ziel der geistigen Leistungssteigerung eingenommen werden

Amphetamine und Methylphenidat

Amphetamine und Methylphenidat (MPH) sind Stimulanzien, die zur Therapie des ADHS in Deutschland (Methylphenidat) und in den USA (Methylphenidat und Amphetamin-Derivate) zugelassenen sind. Amphetamine sind in Deutschland nicht als Arzneimittel im Verkehr und werden daher als „illegale“ Substanzen bezeichnet. MPH ist nicht nur verschreibungspflichtig, sondern unterliegt auch der Betäubungsmittelverschreibungsverordnung (BtmVV).

Amphetamine und MPH blockieren präsynaptische Noradrenalin- und Dopamintransporter. Damit steigern sie infolge einer fehlenden negativen Rückkoppelung die monoaminerge Neurotransmission. Amphetamine stimulieren im Gegensatz zu MPH zusätzlich die vesikuläre Dopaminfreisetzung, was zu einer aktivitätsunabhängigen Steigerung der dopaminergen Aktivität führt [7, 8, 9]. Bei Gesunden steigern beide Substanzen Vigilanz und Aufmerksamkeit und verkürzen die Reaktionszeiten. Die Effekte sind bei Müdigkeit (zum Beispiel nach Schlafentzug) besonders stark. Dies konnte in mehreren Placebo-kontrollierten und randomisierten Studien (RCTs) nachgewiesen werden (Tab. 1). Wahrscheinlich haben die Amphetamine auf die geistige Leistungsfähigkeit aufgrund des doppelten Wirkmechanismus einen stärkeren Effekt als MPH. Verbesserungen einzelner Domänen des Gedächtnisses sind vermutlich sekundäre Effekte der gesteigerten Vigilanz und Aufmerksamkeit. Stimmung und subjektive Selbsteinschätzung werden bei den zum „Hirndoping“ verwendeten Dosen nicht beeinflusst, bei höheren Dosen können Amphetamine aber euphorisierend wirken.

Tab. 1

Wirkungen potenzieller Substanzen zum pharmakologischen Neuroenhancement beziehungsweise „Hirndoping“ bei gesunden Probanden. Ermittelt anhand randomisierter, doppelblinder, Placebo-kontrollierter Studien (Randomized Controlled Trials, RCTs)

Substanz, Dosis

Anzahl RCTs

Anzahl Probanden

Alter

Vigilanz und Aufmerksamkeit

Reaktionszeit

Müdigkeit

Gedächtnis

Stimmung

Subjektive Selbsteinschätzung/Selbstvertrauen

Koffein, 1-mal 50–600 mg bis zu 6 Tage

6

358

18–77

(↓)

(↓)

o

o

(↑)

Energy Drink, 1-mal 250 ml

6

174

18–35

↑↑

(↓)

o–(↑)

o

(↑)

Methylphenidat, 1-mal 5–2-mal 40 mg

6

205

18–40

(↓)

k.A.

o–(↑)

o

o–(↑)

D-Amphetamin, 1-mal 10–20 mg

6

154

18–44

↑↑

(↓)

o–(↑)

Modafinil, 1-mal 100–400 mg bis zu 3 Tage

6

218

19–67

(↑)

o–(↓)

o–(↑)

↑–(↓)

(↑)

Donepezil, 1- bis 2-mal 5 mg bis zu 14 Tage

5

122

25–85

(↓)

↑–↓

k.A.

o–↑–↓

k.A.

k.A.

Rivastigmin, 1-mal 3 mg

1

16

60–75

k.A.

(↓)

k.A.

o–↑–↓

k.A.

k.A.

Memantine, 1-mal 30 mg

3

88

20–35

o

o

k.A.

o–(↓)

o

k.A.

Ginkgo, 120–360 mg bis zu 8 Monate

16

1160

18–82

(↑)

o

o

o–(↑)

o

(↑)

Fluoxetin, 1-mal 20 mg bis zu 6 Wochen

3

42

21–45

(↓)

o

o

k.A.

o

Fluvoxamin, 1-mal 50–100 mg

3

30

21–50

o

o–(↓)

k.A.

(↑)

o

k.A.

Citalopram, 1-mal 20–40 mg bis zu 15 Tage

7

161

19–59

(↓)

o

o

↓–↑

o

o

Escitalopram, 1-mal 10–20 mg bis zu 6 Wochen

2

39

19–36

o

o

(↓)

o

o

o

Paroxetin, 1-mal 10–40 mg bis zu 21 Tage

8

169

21–85

o

o–(↓)

o–(↓)

o

o

o

Sertralin, 1-mal 50–100 mg bis zu 14 Tage

5

215

30–64

o–(↓)

o

o

o

o

k.A.

k.A. keine Angabe, o kein Effekt, (↑)/(↓) leichter Effekt, ↑/↓ mittel starker Effekt, ↑↑/↓↓ starker Effekt.

Bei den zum „Hirndoping“ verwendeten Dosen (Tab. 1), die den therapeutischen Dosierungen bei ADHS gleichen, können zahlreiche Nebenwirkungen auftreten. Neben den in den Studien besonders häufig aufgetretenen Nebenwirkungen wie Tachykardie, Hypertonie und innere Unruhe ist die Liste an sehr häufigen (>10%) und häufigen (>1%) Nebenwirkungen in der Arzneimittelfachinformation lang. Als sehr häufige Nebenwirkung werden sogar Konzentrationsstörungen angegeben, als häufige Nebenwirkung finden sich Überempfindlichkeitsreaktionen, gastrointestinale Beschwerden, Kopfschmerzen, Schwindel, Dyskinesien et cetera. Akute Überdosierungen manifestieren sich hauptsächlich durch starke sympathomimetische Effekte (Übelkeit und Erbrechen, Agitiertheit, Tremor, Hyperreflexie, Schweißausbrüche und Hitzewallungen, Hyperpyrexie, delirante Zustände mit Halluzinationen, Tachykardie, Palpitationen, Herzrhythmusstörungen, Hypertonie, Mydriasis und trockene Schleimhäute, Kopfschmerz bis hin zu zerebralen Krampfanfällen). Ein weiteres Risiko der Stimulanzieneinnahme liegt darin, dass sie psychische Erkrankungen wie affektive Störungen (vor allem Manien) und Psychosen auslösen können. Diese Nebenwirkungen sind laut Fachinformation jedoch bei Tabletteneinnahme sehr selten (<0,001%) beobachtet worden.

Stimulanzien können zu Abhängigkeiten führen. Dabei werden ihr Suchtrisiko und die Gefahr, als „Einstiegsdroge“ zu wirken, kontrovers diskutiert. Auffallend hohe Komorbiditäten von Abhängigkeitserkrankungen und der ADHS-Diagnose sind bekannt, was auf ein erhöhtes Missbrauchs- und Abhängigkeitspotenzial auch bei Gesunden schließen lässt [10, 11, 12]. Die Einnahme in Tablettenform ist diesbezüglich allerdings erheblich sicherer als die Applikation durch Schnupfen oder die intravenöse Applikation, da es hier infolge eines sehr schnellen Anflutens der Substanzen im Gehirn zu einer pulsartigen Dopaminfreisetzung kommt, die die Abhängigkeitsgefahr erheblich erhöht [13, 14, 15].

Nachdem unter der Einnahme von Stimulanzien gehäuft kardiovaskuläre Nebenwirkungen bis hin zum plötzlichen Herztod beobachtet worden waren, reagierte die amerikanische Zulassungsbehörde, die Food and Drug Administration (FDA), mit der Auflage, dieses Risikoprofil in der Arzneimittelinformation zu hinterlegen [16]. Eine aktuelle Fall-Kontroll-Studie hatte auf eine Beziehung zwischen der Einnahme von Psychostimulanzien – aber auch dem Nicht-Stimulans Atomoxetin – und plötzlichem Herztod hingewiesen [17].

Modafinil

Modafinil ist zugelassen für die Behandlung der Narkolepsie, des chronischen Schichtarbeitersyndroms und des Schlafapnoesyndroms mit exzessiver Tagesschläfrigkeit, wenn andere therapeutische Maßnahmen nicht ausreichend sind. Darüber hinaus wird sein möglicher Einsatz zur Pharmakotherapie des ADHS klinisch getestet [18]. Strukturchemisch ist Modafinil nicht mit den Amphetaminen verwandt und unterliegt nicht der BtmVV. Modafinil weist ein Wirkprofil auf, das bis heute in seinen Mechanismen nicht vollständig aufgeklärt und verstanden ist. Postuliert wird eine präsynaptische Wiederaufnahmehemmung von Dopamin und Noradrenalin und eine Modulation GABA-erger und glutamaterger Neurotransmittersysteme [19]. Die Eliminationshalbwertszeit umfasst zehn bis zwölf Stunden.

Bei Gesunden zeigen sich in den analysierten RCTs nur inkonsistente Einflüsse auf Vigilanz, Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Stimmung und subjektive Aufmerksamkeit, während die Reaktionsgeschwindigkeit eindeutig verbessert wird (Tab. 1). Bei Müdigkeit (zum Beispiel infolge eines Schlafentzuges) werden Vigilanz, Aufmerksamkeit und Reaktionsgeschwindigkeit dagegen sehr deutlich verbessert.

In zwei Studien wurde an jungen Gesunden der Effekt von 400 mg Modafinil, 20 mg Amphetamin und 600 mg Koffein mittels diverser neuropsychologischer Tests untersucht [20, 21]. Hier fanden sich keine wesentlichen Wirkunterschiede. Die Tatsache, dass Koffein bei einzelnen Tests sogar eine Überlegenheit zeigte, lässt es als wirkungsvolle und erheblich sicherere Alternative erscheinen.

An Nebenwirkungen können in den zum „Hirndoping“ verwendeten Dosen (Tab. 1) gemäß der ausgewerteten Studien Tachykardie, Hypertonie, Palpitationen, Tremor, Unruhe, Kopfschmerzen, Schwindel und Mundtrockenheit auftreten. Darüber hinaus beschreibt die Arzneimittelfachinformation weitere sehr häufige (>10%) und häufige (>1%) Nebenwirkungen wie diverse gastrointestinale Symptome (Übelkeit, Erbrechen, Diarrhö et cetera), Visuseinschränkungen, Benommenheit, Schlaflosigkeit et cetera. Symptome bei akuter Überdosierung sind vor allem Erregungszustände und Schlaflosigkeit.

In Zulassungsstudien für Modafinil zur ADHS-Behandlung waren einzelne Fälle des Stevens-Johnson-Syndroms (SJS), toxischer epidermaler Nekrolyse (TEN) und DRESS (Drug Rash with Eosinophilia and Systemic Symptoms) aufgetreten [22].

Acetylcholinesterase-Inhibitoren

Acetylcholinesterase-Inhibitoren (ACh-I) wie Donepezil, Galantamin und Rivastigmin sind zur Therapie der leichten bis mittelschweren Alzheimer-Demenz zugelassen. Durch eine Inhibition der Acetylcholinesterase erhöhen diese Substanzen die Konzentration von Acetylcholin im synaptischen Spalt, was mit einer verbesserten Gedächtnisleistung in Verbindung gebracht wird. Über die Inhibition der Acetylcholinesterase hinaus führt Galantamin zu einer allosterischen Modulation des nikotinischen Acetylcholinrezeptors, Rivastigmin führt zusätzlich zu einer Inhibition der Butyrylesterase [23].

Untersuchungen zur Wirksamkeit der ACh-I auf die geistige Leistungsfähigkeit bei Gesunden liegen nur für Rivastigmin und Donepezil vor (Tab. 1). Die Befunde sind allerdings inkonsistent, teilweise treten sogar Verschlechterungen von Reaktionszeiten und Gedächtnis auf. Zusammengefasst haben diese Substanzen bei Gesunden keine nachweisbaren Effekte auf die geistige Leistungsfähigkeit.

An Nebenwirkungen traten in den Studien zum Gebrauch von ACh-I durch Gesunde vor allem gastrointestinale Symptome wie Diarrhö, Übelkeit, Erbrechen und Kopfschmerzen, Tremor sowie Appetitlosigkeit auf. Die Arzneimittelfachinformation gibt darüber hinaus weitere sehr häufige und häufige Nebenwirkungen an: Sehr häufig treten gastrointestinale Symptome wir Übelkeit und Diarrhö auf, häufig weitere gastrointestinale Symptome, Appetitlosigkeit, Harninkontinenz et cetera und dosisabhängig Halluzinationen, Erregungszustände und aggressives Verhalten. Bei akuten Überdosierungen können „cholinerge Krisen“ mit Übelkeit, Erbrechen, Diarrhö, Speichelfluss, Hypotonie und Bradykardie aufgrund der vagotonen Wirkung der ACh-I auftreten.

Memantine

Memantine ist ein Partialantagonist am glutamatergen N-Methyl-D-Aspartat- (NMDA-)Rezeptor und ist zur Behandlung der mittelgradigen bis schweren AD zugelassen [23]. Wie die ACh-I führt auch Memantine nicht zu einer geistigen Leistungssteigerung bei Gesunden: In den verfügbaren RCTs an Gesunden zeigte sich weder ein positiver Einfluss auf die Aufmerksamkeit und Vigilanz noch auf die Stimmung, und verschiedene Gedächtnisfunktionen Gesunder wurden inkonsistent beeinflusst (Tab. 1). Bei kurzfristiger Einnahme ist die Verträglichkeit gut. Bei längerfristiger Einnahme können häufig (>1%) Nebenwirkungen wie Hypertonie, Kopfschmerzen, Schwindel, Schläfrigkeit und Obstipation auftreten, die auch in der Arzneimittelfachinformation verzeichnet sind. Gelegentlich (>0,1) kommt es bei Patienten mit AD zu Verwirrtheit und Halluzinationen. Bei ausgeprägten Überdosierungen treten Symptome wie Müdigkeit, Benommenheit, Schwächegefühl, Schwindel, Agitiertheit und gastrointestinale Symptome auf.

Antidepressiva

Antidepressiva werden von Gesunden mit dem Ziel missbraucht, ihre Stimmung und ihre soziale Funktionsfähigkeit (zum Beispiel bezüglich sozialer Ängste oder selbstunsicherem Auftreten) zu verbessern. Eingesetzt werden hauptsächlich Antidepressiva vom Typ der selektiven Serotoninwiederaufnahmehemmer (SSRI) wie zum Beispiel Fluoxetin.

Fluoxetin ähnelt sowohl in seinem Wirkprofil als auch bezüglich der Nebenwirkungen den anderen Substanzen dieser Gruppe (Tab. 1). Generell sind die Auswirkungen dieser Substanzen auf Gesunde bezüglich Vigilanz, Aufmerksamkeit, Reaktionszeit und Gedächtnis marginal; darüber hinaus gibt es einzelne Hinweise auf eine negative Beeinflussung dieser kognitiven Qualitäten. Auch auf die Stimmung ist bei Gesunden keine positive Wirkung zu verzeichnen. Zusammengefasst haben SSRIs bei Gesunden keine nachweisbaren Effekte auf die Stimmung und soziale Funktionsfähigkeit und auch nicht auf andere Domänen der geistigen Leistungsfähigkeit.

Nebenwirkungen treten hauptsächlich in Form gastrointestinaler Beschwerden auf (Übelkeit, Erbrechen, Diarrhö, Obstipation et cetera). Diese treten laut Arzneimittelfachinformation sehr häufig (>10%) bis häufig (>1%) auf. Darüber hinaus kann es zu Nervosität, Schlaflosigkeit und Benommenheit kommen. Überdosierungen können zum gefährlichen sogenannten serotonergen Syndrom mit Tachykardie, Hypertonie, Übelkeit, Erbrechen, Diarrhö, Unruhe, Halluzinationen, Tremor, Hyperreflexie und Krampfanfällen führen.

Nicht verschreibungspflichtige Substanzen, die mit dem Ziel der geistigen Leistungssteigerung eingenommen werden

Koffein

Koffein wird seit Jahrhunderten zur Verbesserung der Vigilanz und Aufmerksamkeit konsumiert und stellt ein weit verbreitetes Genussmittel dar. Das einzige in Deutschland zugelassene reine Koffeinpräparat ist nicht verschreibungspflichtig – aber apothekenpflichtig – und enthält 200 mg Koffein. Gemäß Arzneimittelfachinformation ist es zur kurzfristigen Beseitigung von Ermüdungserscheinungen indiziert, wobei die Höchstdosis von 400 mg innerhalb von 24 Stunden nicht überschritten werden sollte. Die Tab. 2 gibt eine Übersicht über den Koffeingehalt verschiedener Getränke. Interessanterweise enthält ein großer Starbucks-Becher Kaffee mit 520 mg Koffein eine vergleichsweise hohe Menge an Koffein.

Tab. 2

Koffeinmenge in verschiedenen Getränken

Getränk

Enthaltene Menge Koffein

1 Dose Coca-Cola (330 ml)

30 mg

1 Tasse Kaffe (löslich) (150 ml)

40–100 mg

1 Tasse Kaffe (gemahlen) (150 ml)

60–150 mg

1 Tablette Coffeinum®

200 mg

1 großer Becher Starbucks©-Kaffee (605 ml)

520 mg

Koffein gehört zur Gruppe der Methylxanthine und stimuliert über mindestens drei Wirkmechanismen das zentrale Nervensystem (ZNS): 1. Inhibition des Abbaus von zyklischem Adenosinmonophosphat (cAMP) über eine Inhibition der zyklischen Nukleotidphosphodiesteraseaktivität, was zu einer Akkumulation von cAMP und konsekutiv zu einer Potenzierung der Wirkung von cAMP führt. Dadurch persistiert die über cAMP als second messenger ausgelöste Adrenalinwirkung länger [24]. 2. Blockade von Adenosinrezeptoren (A1, A2A) vor allem im Striatum [25, 26]. Eine Injektion von Adenosin im Tier reduziert die Vigilanz, kann aber durch Koffein antagonisiert werden [27]. 3. Mobilisation von intrazellulärem Calcium.

Koffein hat eine orale Bioverfügbarkeit zwischen 90 und 100% und eine Eliminationshalbwertszeit von drei bis fünf Stunden, wobei es kurzfristig die Herzfrequenz und den Blutdruck steigert und zu einer Vasokonstriktion und Bronchodilatation führt. Neben diesen somatischen Veränderungen führt Koffein auch zu gewissen Veränderungen in kognitiven Domänen. Von uns durchgeführte systematische Literaturarbeiten zeigen anhand von sechs RCTs an insgesamt 360 gesunden Probanden, dass unter der Einnahme von 50 bis 600 mg Koffein über bis zu sechs Tage Vigilanz und Aufmerksamkeit klar verbessert werden, die Reaktionsgeschwindigkeit aber nur inkonsistent zunimmt. Nach Schlafentzug sind diese Effekte nochmals deutlich verstärkt. Ein Einfluss auf höhere kognitive Leistungen wie Gedächtnisfunktionen konnte nicht nachgewiesen werden. Ebenso zeigte sich kein Einfluss auf die Stimmung, und die subjektive Selbsteinschätzung verbesserte sich nur inkonsistent (Tab. 1). Die oben erwähnten Studien zur vergleichenden Wirkung mit Amphetaminen und Modafinil zeigen, dass Koffein als wirksame und sichere Alternative zu diesen Substanzen angesehen werden kann [20, 21].

Nebenwirkungen sind interindividuell unterschiedlich ausgeprägt. Zu ihnen zählen Tachykardie, Hypertonie, Extrasystolen, Schlaflosigkeit, Kopfschmerzen, vermehrtes Schwitzen, Tremor, Magen-Darm-Beschwerden, Nervosität, Reizbarkeit und innere Unruhe. Toxische Wirkungen treten bei Koffein-sensiblen Patienten bereits ab ungefähr 600 mg auf; die letale Dosis liegt bei ungefähr 10.000 mg (Tab. 3).

Tab. 3

Wirkung/Nebenwirkung von Koffein gemäß Dosis

Dosis (mg)

Wirkung

200–400

Leistungssteigerung im Sport

>500

Schlaflosigkeit, Händezittern, Erregung

>6000

Aufputschmittel bei Radrennen

~10.000

Letal

Energy Drinks

Die Wirkung von Energy Drinks basiert auf Koffein und soll durch Taurin verstärkt werden. Eine Dose Red Bull mit 250 ml enthält neben einer vergleichsweise geringen Menge von 80 mg Koffein, 1000 mg Taurin, 5,25 g Glukose, 21,5 g Saccharose, 600 mg Glukuronolakton und weitere Bestandteile. Dabei wird für Taurin eine verstärkte Glukoseutilisation durch Veränderung des Insulinspiegels postuliert.

Bei Konsum von Energy Drinks zeigen sich gegenüber der Einnahme von Koffein vergleichbare, zum Teil deutlichere Effekte auf die kognitive Leistungsfähigkeit. Vigilanz und Aufmerksamkeit werden gesteigert, die Reaktionszeit verringert, und einzelne Gedächtnisleistungen weisen minimale Verbesserungen auf. RCTs zur Wirkung von Energy Drinks unter Schlafentzug liegen bislang nicht vor. Auf die Stimmung haben Energy Drinks keine Auswirkungen (Tab. 1). In den vorliegenden Studien wurden Nebenwirkungen nicht systematisch erfasst. Es ist aber davon auszugehen, dass sie denen bei Koffeintabletten qualitativ ähneln, wenn sie auch quantitativ aufgrund der niedrigen Koffeindosis geringer ausgeprägt sein dürften.

Ginkgo biloba

Ginkgo biloba ist als Substanz des asiatischen Ginkgo-Baumes frei verkäuflich und enthält hohe Konzentrationen an Flavonoiden und Terpenoiden, die als Antioxidanzien oxidativem Stress entgegenwirken sollen. Darüber hinaus werden Ginkgo weitere Wirkungen wie Neuroprotektion durch anti-apoptotische Eigenschaften, Inhibition der β-Amyloid-Aggregation, Veränderung der Genexpression und vieles mehr zugeschrieben [28, 29].

Von vielen älteren Menschen wird Ginkgo biloba in Eigenregie gegen eine Vielzahl von Symptomen und Erkrankungen insbesondere bei nachlassenden geistigen Leistungen eingenommen. Jedoch zeigt eine große Cochrane-Metaanalyse, dass Ginkgo biloba bei einem Placebo-ähnlichen Nebenwirkungsprofil zur Therapie von Demenzen und leichten kognitiven Störungen wirkungslos ist, was auch weitere Metaanalysen bestätigen [30].

Auch in der von uns durchgeführten systematischen Literaturrecherche zeigen sich bei Gesunden keine positiven Wirkungen von Ginkgo biloba auf die Reaktionszeit und die Stimmung und keine konsistenten Auswirkungen der Ginkgo-Einnahme auf Vigilanz, Aufmerksamkeit, Gedächtnis und die subjektive Selbsteinschätzung (Tab. 1). Dies gilt sowohl für eine einmalige als auch für eine mehrmonatige Einnahme verschiedener für die Therapie empfohlener Dosierungen.

Fazit

Zusammengefasst zeigen bei einer Einnahme von potenziellen „Hirndopingmitteln“ durch Gesunde nur Stimulanzien und Modafinil nachweisbare Effekte auf Konzentration, Aufmerksamkeit und Wachheit. In einzelnen Studien gezeigte verbessernde Effekte auf das Gedächtnis sind mit größter Wahrscheinlichkeit als sekundäre Effekte einer verbesserten Konzentration und Aufmerksamkeit zu interpretieren. Alle Effekte sind bei Müdigkeit (zum Beispiel infolge eines Schlafentzuges) stärker ausgeprägt. Für die Stärke der Effekte ergibt sich über alle Studien folgende Reihenfolge: Amphetamine >Modafinil >Methylphenidat. Interessanterweise hat Koffein in höheren Konzentrationen vergleichbar starke Effekte.

Trotz der begrenzten Effektstärke weist der missbräuchliche Einsatz von Stimulanzien in den USA Prävalenzen von 5 bis 8% auf und unter deutschen, volljährigen und gesunden Schülern ohne diagnostizierte ADHS von immerhin 3,1%.

Als Bezugsquelle der der BtmVV unterliegenden Substanzen könnten Mitschüler mit diagnostiziertem ADHS und konsekutiver Verschreibung von Stimulanzien dienen, wie es in US-amerikanischen Studien unter anderen der Fall ist [31]; immerhin liegt der Anteil der Schüler mit ADHS nach Angaben der KiGGS-Studie in Deutschland bei fast 5% [32, 33].

Mit Argumenten für und wider den Einsatz von Neuroenhancern bei Gesunden haben sich bereits einige Arbeitsgruppen aus verschiedenen Perspektiven beschäftigt (zum Beispiel [34, 35, 36, 37]). Aus unserer Sicht sprechen derzeit mehrere Argumente gegen eine Anwendung verschreibungspflichtiger Substanzen zur geistigen Leistungssteigerung durch Gesunde. Dazu zählt zum einen der beschränkte Nutzen der meisten Medikamente. Wenn überhaupt, machen sie nur kurzfristig wacher, aufmerksamer und konzentrierter, aber keinesfalls verbessern sie direkt unser Gedächtnis oder machen uns klüger. Antidepressiva und Antidementiva inklusive des sehr häufig konsumierten Ginkgo biloba haben keine sicher nachweisbaren Effekte bei Gesunden.

Ginge man davon aus, dass potenzielle Hirndopingsubstanzen tatsächlich das Gedächtnis verbessern würden, müsste beachtet werden, dass in diesem Fall wahrscheinlich nicht nur positive Inhalte, sondern auch negative, zum Beispiel traumatisierende Erlebnisse besser erinnert werden könnten; darüber hinaus könnte sich eine Verbesserung kognitiver Fähigkeiten negativ auf kreative Fähigkeiten auswirken, was den Nutzen von Hirndopingsubstanzen ebenfalls einschränken würde [38]. Auch gibt es Hinweise darauf, dass die Wirkstärke von Neuroenhancern einer umgekehrt U-förmigen Kurve unterliegt, was bedeutet, dass es bei bereits hoher kognitiver Leistung durch Einnahme eines Neuroenhancers eher zu einer Verschlechterung der Leistungsfähigkeit kommt und damit der Nettoeffekt bei hoher geistiger Leistung gering ist [38]. Zweitens haben alle verschreibungspflichtigen Substanzen Nebenwirkungen und bergen die Gefahr, psychische Erkrankungen, wie zum Beispiel Manien, Psychosen oder Abhängigkeitserkrankungen, auszulösen, was die Nutzen-Risiko-Bilanz für Gesunde negativ ausfallen lässt. Drittens schränkt die Gesetzeslage den Gebrauch ein. Dies trifft vor allem für die noch am ehesten wirkungsvollen Substanzen wie Amphetamine und Methylphenidat zu, die illegale Substanzen sind beziehungsweise der BtmVV unterliegen. Viertens stehen Alternativen wie Koffein zur Verfügung, die erheblich sicherer und frei erhältlich sind.

Aufgrund des zunehmenden Wissens über die Funktionsweise unseres Gehirns scheint es prinzipiell möglich zu sein, sicherere und wirkungsvollere Substanzen zum pharmakologischen Neuroenhancement zu entwickeln [39, 40]. Bedenkt man jedoch, dass die Amphetamine seit den 1930er-Jahren, Methylphenidat seit den 1940er-Jahren, Antidepressiva seit den 1950er-Jahren und Modafinil und Antidementiva seit den 1990er-Jahren bekannt sind und eingesetzt werden und es keine „wirklich“ neuen Substanzen gibt, die sicher und wirkungsvoll sind, darf doch sehr bezweifelt werden, dass dies tatsächlich bald der Fall sein wird [1]. Die prinzipiell hohe Bereitschaft der Bevölkerung, Tabletten zur geistigen Leistungssteigerung einzunehmen, macht eine fortgesetzte Diskussion des Themas notwendig. Insbesondere müssen Forderungen nach einer Liberalisierung des pharmakologischen Neuroenhancements kritisch hinterfragt und diskutiert werden. Zur genaueren Erörterung dieser Themen wird auf die weiterführende Literatur verwiesen [1, 34, 35, 41, 42, 43].

Notes

Interessenkonflikt

Der korrespondierende Autor gibt an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Literatur

  1. 1.
    Lieb K (2010) Hirndoping – Warum wir nicht alles schlucken sollten. Artemis und Winkler, Düsseldorf (im Druck)Google Scholar
  2. 2.
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Copyright information

© Springer Medizin Verlag 2010

Authors and Affiliations

  1. 1.Klinik für Psychiatrie und PsychotherapieUniversitätsmedizin der Johannes Gutenberg-UniversitätMainzDeutschland

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