Marta Arbizu Gómez analysiert eine in Nature Communications veröffentlichte Studie, die untersucht, wie die Atmung die visuelle Wahrnehmung, die kortikale Erregbarkeit und die Gehirnaktivierung moduliert. Die Forschung liefert neue Erkenntnisse über die Rolle der Atmung bei der Kognition und ihre mögliche Anwendung in Strategien der kognitiven Rehabilitation und der kognitiven Stimulation.
Marta Arbizu Gómez analysiert eine in Nature Communications veröffentlichte Studie, die zeigt, dass die Atmung die visuelle Wahrnehmung und die Gehirnaktivität moduliert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wahrnehmungsempfindlichkeit während der Inspiration zunimmt – in diesem Moment weist das Gehirn eine stärkere Aktivierung und kortikale Erregbarkeit auf. Außerdem passten die Teilnehmenden ihre Atmung an, um ihre Leistung zu optimieren. Dies stärkt die Annahme, dass Kognition aus der dynamischen Interaktion zwischen Körper und Gehirn hervorgeht.
Kann die Atmung beeinflussen, wie wir die Welt wahrnehmen?
Die Atmung ist ein automatischer Prozess, den wir täglich tausende Male ausführen, ohne darauf zu achten. Es gibt jedoch zunehmend Hinweise darauf, dass sie nicht nur lebenswichtige Funktionen aufrechterhält, sondern auch direkt die Gehirnaktivität und das Verhalten beeinflusst.
Insbesondere legen aktuelle Studien nahe, dass die Atmung als Mechanismus zur „Synchronisierung“ zwischen Körper und Gehirn wirken und Prozesse wie Aufmerksamkeit, Wahrnehmung oder Entscheidungsfindung modulieren könnte.
Die 2026 in Nature Communications veröffentlichte Studie vertieft diese Idee und stellt eine zentrale Frage:
Kann die Atmung unsere Fähigkeit, Reize wahrzunehmen, aktiv verbessern?
Wie wurde die Untersuchung durchgeführt?
Um diese Frage zu beantworten, analysierten die Forschenden gleichzeitig drei Signaltypen bei 30 gesunden Teilnehmenden:
- Gehirnaktivität (mittels Magnetoenzephalografie, MEG)
- Atmungsrhythmus
- Pupillenerweiterung (Indikator für Aktivierung oder Arousal)
Während des Experiments führten die Teilnehmenden eine einfache visuelle Aufgabe durch:
Sie mussten sehr schwache (fast nicht wahrnehmbare) Reize erkennen, die auf dem Bildschirm erschienen.
Zusätzlich wurde die Vorhersagbarkeit des Reizes durch folgende Hinweise manipuliert:
- Räumliche Hinweise (wo er erscheinen würde)
- Temporale Hinweise (wann er erscheinen würde)
Dieses Studiendesign ermöglichte es, die Wechselwirkungen zwischen Atmung, Gehirn und Verhalten unter kontrollierten Bedingungen zu untersuchen.
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Was zeigen die wichtigsten Ergebnisse?
1. Während der Inspiration nehmen wir besser wahr
Eine der wichtigsten Erkenntnisse ist, dass die visuelle Wahrnehmung über den gesamten Atemzyklus hinweg nicht konstant ist.
- Die Empfindlichkeit ist während der Inspirationsphase (Einatmung) höher
- In diesem Moment erkennen die Teilnehmenden schwache Reize besser
Dies bedeutet, dass sich das Gehirn während der Einatmung in einem „aufnahmefähigeren“ Zustand befindet.
Die Empfindlichkeit für die Erkennung visueller Reize ist während der Inspirationsphase (in) höher, wobei die Wahrnehmungsschwelle sinkt. Dies weist darauf hin, dass sich das Gehirn während der Einatmung in einem günstigeren Zustand für die Verarbeitung sensorischer Informationen befindet.
2. Wir passen die Atmung an, um die Leistung zu verbessern
Die Studie zeigt etwas noch Interessanteres:
Die Teilnehmenden passten ihre Atmung an, wenn sie den Reiz vorhersehen konnten.
- Sie synchronisierten die Einatmung mit dem Zeitpunkt, zu dem der Reiz erscheinen sollte
- Je besser diese Synchronisierung war, desto besser war die Leistung
Dies deutet darauf hin, dass die Atmung Teil eines aktiven Prozesses zur Optimierung der Wahrnehmung ist.
Die Teilnehmenden passten ihren Atemrhythmus an, um die Inspirationsphase mit dem Auftreten vorhersehbarer Reize abzustimmen. Je stärker diese Anpassung war, desto besser war ihre Leistung bei der Wahrnehmungsaufgabe.
3. Die Atmung moduliert den Zustand des Gehirns
Die Veränderungen der Wahrnehmung stehen mit zwei zentralen Mechanismen in Zusammenhang:
Aktivierung (Arousal)
- Gemessen anhand der Pupille
- Stärkere Erweiterung während der Inspiration
- Verbunden mit einer besseren Wahrnehmungsleistung
Kortikale Erregbarkeit
- Veränderungen der Gehirnoszillationen:
- Alpha (7–13 Hz) ↓ → höhere sensorische Erregbarkeit
- Beta (15–40 Hz) ↓ → motorische Vorbereitung
Insgesamt weisen diese Veränderungen darauf hin, dass sich das Gehirn während der Inspiration in einem optimalen Zustand für die Informationsverarbeitung befindet.
Die Pupillenerweiterung, ein Indikator für das Ausmaß der Gehirnaktivierung, variiert in Abhängigkeit von der Atemphase und nimmt während der Inspiration zu. Dies fällt mit einer besseren Wahrnehmungsleistung zusammen.
4. Die Atmung organisiert die Kommunikation zwischen Hirnregionen
Der Effekt beschränkt sich nicht auf einzelne Bereiche, sondern umfasst ein weitreichendes Netzwerk, zu dem folgende Regionen gehören:
- Visueller Kortex
- Insula
- Zingulärer Kortex
- Motorische Areale
Die Atmung moduliert den Informationsfluss zwischen diesen Regionen und erleichtert dadurch die Wahrnehmung, insbesondere wenn die Reize vorhersehbar sind.
Welche Bedeutung hat dieser Befund?
Diese Studie liefert solide Belege dafür, dass die Atmung Teil eines Mechanismus des „active sensing“ (aktive Wahrnehmung) ist:
- Das Gehirn reagiert nicht nur auf die Umwelt
- Es nutzt auch interne Signale (wie die Atmung), um die Wahrnehmung zu optimieren
In der Praxis bedeutet dies:
- Die Wahrnehmung hängt sowohl vom Reiz als auch vom körperlichen Zustand ab
- Körper und Gehirn funktionieren als integriertes System
Wie steht dieser Fortschritt mit NeuronUP in Zusammenhang?
Bei NeuronUP werden evidenzbasierte Instrumente zur kognitiven Rehabilitation entwickelt. Solche Erkenntnisse eröffnen neue interessante Perspektiven:
Integration von Körper und Gehirn
Die Atmung könnte als relevante Variable in kognitive Interventionen einbezogen werden, insbesondere bei Aufgaben zur Aufmerksamkeit oder Wahrnehmung.
Optimierung der Leistung
Das Training der Synchronisierung zwischen physiologischen Zuständen und kognitiven Aufgaben könnte die Wirksamkeit von Interventionen verbessern.
Neue therapeutische Strategien
Die Modulation der Atmung, beispielsweise durch angeleitete Atemtechniken, könnte Programme der kognitiven Stimulation ergänzen.
Fazit
Diese Studie zeigt, dass die Atmung kein passiver Prozess ist, sondern ein aktiver Mechanismus, der beeinflusst, wie wir die Welt wahrnehmen.
Die Fähigkeit, die Atmung mit der Umwelt zu synchronisieren, ermöglicht es dem Gehirn, Aktivierungszustände und kortikale Erregbarkeit zu optimieren und dadurch die Wahrnehmung zu verbessern.
Insgesamt unterstreichen diese Ergebnisse eine zentrale Erkenntnis: Kognition hängt nicht allein vom Gehirn ab, sondern von der kontinuierlichen Interaktion zwischen Körper und Geist.
Literaturverzeichnis
Chalas, N., Saltafossi, M., Berther, T., Balestrieri, E., Abbasi, O., & Kluger, D. S. (s. f.). Respiration as a dynamic modulator of sensory sampling.
Häufig gestellte Fragen zur Atmung als Modulatorin der visuellen Wahrnehmung und der Gehirnaktivität
1. Wie beeinflusst die Atmung die visuelle Wahrnehmung?
Die Forschung zeigt, dass die Fähigkeit, schwache visuelle Reize zu erkennen, im Verlauf des Atemzyklus schwankt. Während der Inspiration befindet sich das Gehirn in einem Zustand höherer Aktivierung und kortikaler Erregbarkeit, was die Verarbeitung sensorischer Informationen begünstigt.
2. Welcher Zusammenhang besteht zwischen Atmung und Gehirnaktivität?
Die Atmung moduliert die Aktivität verschiedener Hirnnetzwerke, die an Wahrnehmung, Aufmerksamkeit und motorischer Vorbereitung beteiligt sind. Außerdem beeinflusst sie neuronale Oszillationen, die mit der kortikalen Erregbarkeit und der sensorischen Verarbeitung zusammenhängen.
3. Was bedeutet active sensing oder aktive Wahrnehmung?
Active sensing ist ein Mechanismus, bei dem das Gehirn interne Körpersignale wie die Atmung nutzt, um die Wahrnehmung der Umwelt zu optimieren. Dieser Prozess ermöglicht es, relevante Reize vorherzusehen und ihre Verarbeitung zu verbessern.
4. Wie wirkt sich die Atmung auf Aufmerksamkeit und sensorische Verarbeitung aus?
Die Atmung kann den Funktionszustand des Gehirns verändern, die Aufmerksamkeit fördern und die Fähigkeit zur Verarbeitung sensorischer Informationen steigern. Studien legen nahe, dass bestimmte Atemphasen eine bessere Wahrnehmungsleistung begünstigen.
5. Kann die Atmung in Programmen zur kognitiven Rehabilitation eingesetzt werden?
Obwohl die Evidenz noch im Entstehen begriffen ist, legen die Befunde nahe, dass angeleitete Atemtechniken Programme der kognitiven Rehabilitation und kognitiven Stimulation ergänzen könnten, indem sie für Lernen und Aufmerksamkeit günstigere Gehirnzustände fördern.
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