Die Wissenschaft hinter Atemübungen und dem Gehirn

Verständnis der Grundlagen unserer Atmung

Die Atmung beginnt mit der Kontraktion des Zwerchfells, eines kuppelförmigen Muskels, der sich unterhalb der Lunge befindet. Wenn sich dieser Muskel abflacht, entsteht ein Unterdruck, der Luft in die Atemwege zieht und den Brustkorb ausdehnt. Dieser Prozess läuft in der Regel reflexartig ab und wird vom Hirnstamm gesteuert, um die homöostatischen Anforderungen ohne bewusste Anstrengung aufrechtzuerhalten.

Über das bloße Überleben hinaus kann die Mechanik der Atmung bewusst verändert werden, wodurch der Körper von der automatischen Steuerung zur aktiven Regulierung übergeht. Durch die Anpassung von Geschwindigkeit und Tiefe der Ein- und Ausatmung können Menschen körperliche Zustände beeinflussen. Diese Kontrolle dient als praktischer Zugang zur Veränderung der Neurowissenschaften innerer Zustände und schlägt eine Brücke zwischen dem physischen Akt der Einatmung und den kognitiven Prozessen, die für mentale Klarheit sorgen.

Die moderne Forschung zur Gehirngesundheit betont, dass unsere Atmung mehr als nur den einfachen Luftstrom beeinflusst. Sie diktiert den Rhythmus von Brustkorb und Herz, was wiederum dem Gehirn signalisiert, seine Ausrichtung auf die innere oder äußere Umgebung anzupassen. Daher bedeutet die Förderung eines Zustands bewusster Fokussierung, dass wir diese mechanischen Werkzeuge nutzen können, um das Nervensystem in einen ausgeglicheneren Zustand der Achtsamkeit zu versetzen.

Die Rolle des vegetativen Nervensystems

Das vegetative Nervensystem fungiert als zentraler Regulationsmotor für Körperfunktionen und steuert Prozesse, die unterhalb der Schwelle der bewussten Wahrnehmung ablaufen. Es hält die Homöostase in mehreren Organen aufrecht und sorgt dafür, dass sich Herzfrequenz, Verdauung und Atemfrequenz an die Anforderungen der Umwelt anpassen.

Anstatt als monolithische Einheit zu agieren, stützt es sich auf zwei komplementäre Systeme, die bestimmen, ob der Körper für Aktivitäten mobilisiert wird oder Ressourcen zur Erholung schont.

Sympathisches vs. parasympathisches Nervensystem

Das sympathische System steuert häufig die Reaktion des Körpers auf wahrgenommene Herausforderungen und fungiert in Situationen hoher Erregung praktisch als Gaspedal. Bei Aktivierung leitet es den Blutfluss in die Gliedmaßen und erhöht die Herzfrequenz, was zur Überwindung kurzzeitiger Hindernisse notwendig sein kann, sich bei längerer Dauer jedoch nachteilig auswirken kann.

Im Gegensatz dazu fungiert das parasympathische Nervensystem als Bremse und fördert Ruhe, Verdauung und Regeneration. Dieser Zweig unterstützt die Rückkehr zum Ausgangszustand nach einer anstrengenden Erfahrung, verlangsamt den Herzrhythmus und signalisiert dem Körper, sich auf die zelluläre Regeneration zu konzentrieren.

Das Ausbalancieren dieser beiden Pfade ermöglicht ein besseres Management des täglichen Energieverbrauchs, indem die Stimulation des sympathischen Systems durch gezielte physiologische Regulierung heruntergefahren wird.

Wie die Atmung das vegetative Nervensystem direkt beeinflusst

Verbindungen zwischen dem Atmungssystem und Gehirnregionen werden in erster Linie durch die Geschwindigkeit vermittelt, mit der sich die Luft durch die Atemwege bewegt.

Eine schnelle, flache Atmung signalisiert dem vegetativen Nervensystem in der Regel, die sympathische Aktivität zu erhöhen, was einen Zustand der Wachsamkeit verstärkt. Umgekehrt dienen langsamere, kontrollierte Atemzyklen dazu, dieses Signal abzuschwächen und eine Verschiebung in Richtung einer parasympathischen Dominanz zu begünstigen.

Der Vagusnerv: Die Datenautobahn zwischen Gehirn und Körper

Der Vagusnerv ist die Hauptleitung, die sensorische Informationen vom Körper zurück zum Gehirn transportiert und so eine kontinuierliche Rückkopplungsschleife ermöglicht.

Bei langsamen, tiefen Bauchtemzügen veranlasst die mechanische Bewegung den Vagusnerv, dem Gehirn zu signalisieren, die Herzfrequenz zu senken. Dadurch entsteht ein physiologisches Umfeld, in dem Ruhe zur vorgegebenen Reaktion auf sensorische Reize wird.

Die Reaktion des Gehirns auf verschiedene Atemmuster

Das Gehirn interpretiert Atemmuster als Kurzform für den Sicherheitszustand des Körpers und passt seine elektrische Aktivität an das Tempo des Atems an.

Die Forschung weist consistently auf eine Verbindung zwischen dem Timing der Einatmung und der Modulation der Gehirnwellenfrequenz unter anderem in Regionen hin, die mit der emotionalen Verarbeitung zusammenhängen. Indem man den Rhythmus der Atmung verändert, ändert man im Wesentlichen das neuronale Narrativ der aktuellen Umgebung.

Wie koordiniert ein interner Atemschrittmacher die Gedächtnisschaltkreise während des Schlafs?

Während der Ruhephase ist das Gehirn alles andere als untätig. Im Wachzustand gebildete Gedächtnisspuren werden wiederholt und gefestigt, ein Prozess, den Forscher als System-Gedächtniskonsolidierung bezeichnen.

Eine Studie von Karalis et al. aus dem Jahr 2022, bei der großflächige Aufzeichnungen kortikaler und subkortikaler Regionen bei Mäusen verwendet wurden, ergab, dass dieser Offline-Konsolidierungsprozess durch die Atmung selbst zeitlich gesteuert wird.

Der Mechanismus funktioniert über eine so genannte respiratorische Kollar-Entladung (respiratory corollary discharge). Dieser Begriff beschreibt eine interne Kopie des motorischen Befehls, der die Atmung antreibt – ein Signal, das an Gehirnregionen übertragen wird, die weit über die Muskeln und Hirnstammschaltkreise hinausgehen, die tatsächlich für die Bewegung des Zwerchfells zuständig sind.

In den Aufzeichnungen der Mäuse koppelte diese Entladung zwei Ereignisse, die für das Gedächtnis von enormer Bedeutung sind: hippokampale Sharp-Wave-Ripples und kortikale DOWN/UP-Zustandsübergänge.

Sharp-Wave-Ripples sind kurze Ausbrüche hippokampaler Aktivität, die mit dem Abspielen von kürzlich gelernten Informationen zusammenhängen. DOWN/UP-Zustandsübergänge sind Verschiebungen der kortikalen Aktivität zwischen Ruhe- und Aktivphasen und markieren die präzisen Zeitfenster, in denen gedächtnisrelevante Informationen übertragen und gespeichert werden können.

Als die Atmung diese beiden Ereignisse koppelte, fungierte sie als ein, wie in der Studie beschriebenes, oszillatorisches Gerüst (oscillatory scaffold) – eine zeitliche Struktur, die es weit entfernten limbischen und kortikalen Schaltkreisen ermöglicht, ihre Aktivität zu synchronisieren.

Die praktische Konsequenz ist, dass die Atmung wie eine ständig laufende innere Uhr funktioniert. Sie hält den Körper während des Schlafs nicht nur am Leben, sondern scheint genau die Zeitfenster zu organisieren, in denen das Gehirn neue Informationen integriert und abspeichert.

Bemerkenswert ist, dass diese Erkenntnis nicht besagt, dass eine schnellere oder langsamere Atmung das Gedächtnis verbessert, sondern lediglich, dass der Atemrhythmus und gedächtnisbezogene neuronale Ereignisse in diesem Tiermodell im Offline-Zustand gekoppelt sind.

Beeinflusst der Atemzyklus, wann wir uns für eine Bewegung entscheiden?

Wenn die Atmung das Gedächtnis-Timing während der Ruhephase formt, stellt sich die Frage, ob sie auch das willkürliche Verhalten im Wachzustand prägt. Eine Studie von Park et al. ging dieser Frage direkt nach, indem sie menschliche Teilnehmer aufforderte, selbstinitiierte Bewegungen auszuführen, während Forscher sowohl die Atmung als auch die Gehirnaktivität massen.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Teilnehmer willkürliche Handlungen spontan häufiger während der Ausatmung als während der Einatmung initiierten. Dies ist bemerkenswert, da das Atmen weitgehend ein unwillkürlicher, zyklischer motorischer Akt ist, aber dennoch Momente bewussten, gewollten Verhaltens zu beeinflussen schien.

Die Studie untersuchte auch das Bereitschaftspotenzial, einen langsamen Aufbau elektrischer Aktivität im motorischen Kortex, der einer selbstinitiierten Bewegung um etwa eine Sekunde vorausgeht. Forscher debattieren seit Jahrzehnten darüber, was dieses Signal tatsächlich darstellt. In dieser Studie variierte die Amplitude des Bereitschaftspotenzials je nachdem, in welcher Phase des Atemzyklus sich der Teilnehmer zu diesem Zeitpunkt befand.

Entscheidend war, dass diese Kopplung völlig verschwand, wenn die Bewegungen von außen ausgelöst wurden. Das bedeutet, wenn ein Teilnehmer auf ein Signal reagierte, anstatt selbst zu entscheiden, wann er sich bewegt, erlosch die Verbindung zwischen Atmung und Handlung. Dies deutet darauf hin, dass die Verbindung spezifisch für den intern erzeugten Aspekt einer willkürlichen Handlung ist und nicht einfach für Bewegung im Allgemeinen.

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass das Bereitschaftspotenzial teilweise Schwankungen der laufenden neuronalen Aktivität widerspiegeln könnte, die durch den Atemzyklus selbst angetrieben werden, anstatt eine reine Signatur bewusster Absicht zu sein. Einfach ausgedrückt: Ein so grundlegender Akt wie das Ausatmen scheint ein etwas günstigeres internes Fenster für die Initiierung einer willkürlichen Bewegung zu schaffen.

Wie hinterlässt die Atmung ihre Spuren in den Ruheoszillationen des Gehirns?

Gehirnaktivität wird oft in Form von Oszillationen beschrieben – rhythmischen Mustern elektrischer Aktivität, die in Frequenzbänder wie Delta, Theta, Alpha und Gamma unterteilt sind. Diese Bänder werden mit verschiedenen kognitiven Zuständen in Verbindung gebracht, von tiefem Schlaf bis hin zu fokussierter Aufmerksamkeit.

Eine Forschungsstudie aus dem Jahr 2021 nutzte die Magnetoenzephalographie, ein bildgebendes Verfahren, das die winzigen, durch neuronale Aktivität erzeugten Magnetfelder misst, um zu untersuchen, ob die Atmung diese Oszillationen auch während einer stillen Ruhephase moduliert, in der keine Aufgabe zu bewältigen und keine bewusste Atemkontrolle erforderlich ist.

Die Antwort war ja, und der Effekt war weitreichend.

Mithilfe einer Technik namens Phase-Amplitude-Kopplung, die misst, wie die Stärke einer schnellen Oszillation im Einklang mit einem langsameren Rhythmus steigt und fällt, identifizierten Forscher atmungsmodulierte Gehirnoszillationen, die den gesamten gemessenen Bereich abdeckten – von 2-Hz-Delta-Aktivität bis hin zu 150-Hz-Gamma-Aktivität.

Diese Modulationen waren nicht auf ein oder zwei Gehirnareale beschränkt. Sie traten in einem weitverzweigten Netzwerk von kortikalen und subkortikalen Regionen auf, wobei jede Region ihr eigenes, unterschiedliches Muster zeigte, wann und wie stark ihre Oszillationen dem Atem folgten.

Wichtig ist, dass ein Detail geografisch hervorstach: Die Stärke der Delta- und Gammaband-Modulation variierte in Abhängigkeit von der Entfernung zum Kopfzentrum, wobei distale kortikale Regionen eine stärkere Atmungskopplung aufwiesen als zentrale.

Die Forscher beschreiben dies als die erste umfassende Ganzhirn-Kartierung dieses Phänomens und betrachten die Atmung-Gehirn-Kopplung als grundlegenden Mechanismus, der die neuronale Verarbeitung sowohl innerhalb von Ruhezustandsnetzwerken als auch in dedizierten Atmungskontrollschaltkreisen prägt.

Das Fazit ist, dass das Atmen einen kontinuierlichen, messbaren Abdruck auf die Gehirnrhythmen hinterlässt, selbst wenn eine Person nichts anderes tut, als stillzusitzen.

Aktivieren rhythmisches Atmen und das bloße Wahrnehmen des Atems unterschiedliche Gehirnnetzwerke?

Die oben genannten Studien belegen, dass die Atmung die Gehirnaktivität passiv mitreißt. Eine andere Frage ist, ob die kognitive Beschäftigung mit dem Atem – sei es durch seine Kontrolle oder durch die Aufmerksamkeit, die man ihm schenkt – die Funktionsweise dieses Mitreißens verändert.

Eine Studie beantwortete dies mithilfe der intrakraniellen Elektroenzephalographie, einer Methode, bei der Elektroden direkt auf oder im Gehirngewebe von menschlichen Patienten platziert werden, was eine anatomische Präzision bietet, die Skalpmessungen nicht erreichen können.

Die Forscher korrelierten dieses direkte neuronale Signal mit dem Atemzyklus und bestätigten, dass die Kopplung eine echte neuronale Aktivität widerspiegelte. Dies zeigte sich in ihrer Spezifität für die kortikale graue Substanz und der Tatsache, dass die Atmung der Gamma-Band-Hüllkurve folgte – einem Biomarker, der eng mit der lokalen neuronalen Aktivität und nicht mit passivem elektrischen Rauschen verknüpft ist. Das Signal verfolgte die Atmung in einem weiten Netzwerk kortikaler und limbischer Strukturen.

Der verblüffendere Befund betraf jedoch die kognitive Beeinflussung. Wenn die Teilnehmer ihre Atmung bewusst rhythmisch steuerten (paced breathing), stieg die Kohärenz zwischen dem aufgezeichneten Gehirnsignal und dem Atem speziell in einem frontotemporal-insulären Netzwerk an – einer Gruppe von Regionen, die sich über die vorderen und seitlichen Teile der Großhirnrinde sowie die Insula erstrecken, eine Struktur, die eng mit der Körperwahrnehmung verbunden ist.

Wenn die Teilnehmer stattdessen einfach nur auf ihre automatische, ungesteuerte Atmung achteten, stieg die Kohärenz in einer anderen Gruppe von Regionen: dem anterioren cingulären Kortex, dem prämotorischen Kortex, dem insulären Kortex und dem Hippocampus. Der anteriore Cingulus wird häufig mit der Überwachung interner Zustände und der Konflikterkennung in Verbindung gebracht, während die Beteiligung des Hippocampus diesen Aufmerksamkeitsmodus wieder mit den Gedächtnisschaltkreisen verknüpft.

Diese doppelte Dissoziation – die Steuerung beansprucht ein Netzwerk, die Aufmerksamkeit ein anderes – deutet darauf hin, dass die Atmung als ein, wie die Forscher es nennen, organisierendes hierarchisches Prinzip für neuronale Oszillationen im gesamten Gehirn wirken kann.

Die Implikation ist, dass der Atem kein festes Signal ist, das einheitlich an das Gehirn gesendet wird. Die kognitive Rahmung – ob Sie den Atem lenken oder ihn einfach nur beobachten – verändert, welche Schaltkreise sich mit ihm synchronisieren.

Dies hat direkte Relevanz für Praktiken, die in der Achtsamkeit und in kognitiv-verhaltenstherapeutischen Ansätzen verwurzelt sind, auf die sich die Studie bei der Gestaltung ihrer Aufgaben explizit stützte.

Veränderungen von Neurotransmittern und Hormonen bei Atemübungen

Das chemische Milieu des Gehirns verändert sich im Einklang mit beständigen Veränderungen des Atems. Wenn das System in einen entspannten Zustand übergeht, verschiebt sich die chemische Zusammensetzung des Blutes und des Liquor cerebrospinalis, was ein Sinken von Stressfaktoren signalisiert.

Dies ermöglicht eine Kaskade neurochemischer Veränderungen, die eher eine Stimmungsstabilisierung als nur eine vorübergehende Entspannung unterstützen.

Cortisol, Serotonin und Dopamin: Was ändert sich?

Hohe Konzentrationen von Stresshormonen wie Cortisol gehen häufig mit flachen, unregelmäßigen Atemmustern einher, die Angstzustände widerspiegeln.

Der Übergang zu Tiefenatemübungen begünstigt eine Reduzierung dieser Stressmarker und fördert ein verändertes chemisches Umfeld. Indem dem Körper signalisiert wird, sich zu beruhigen, kann im Gehirn ein Wandel stattfinden, der die Verfügbarkeit von Neurotransmittern wie Dopamin und Serotonin beeinflusst, die eine entscheidende Rolle bei der Stimmungsregulierung und dem Gedächtnis spielen.

Die Wissenschaft hinter dem Breathwork: Wie Atemübungen das Gehirn trainieren

Wissenschaftler haben untersucht, wie sich rhythmisches Atmen auf neuronale Bahnen auswirkt, und herausgefunden, dass Menschen im Laufe der Zeit bessere Regulationsfähigkeiten aufbauen können. Dies impliziert, dass das Gehirn wie ein Muskel agieren kann, wobei Techniken für kontrollierte Atemarbeit (Breathwork) dazu beitragen, die zur Stressverarbeitung genutzten Bahnen zu verfeinern.

Was High Performer über die Vorteile von Breathwork wissen sollten

High Performer verlassen sich oft auf diese Praktiken, um unter Druck Beständigkeit zu wahren, da sie erkennen, dass die Fähigkeit zur Regulierung ihres physiologischen Zustands von größter Bedeutung ist. Da neuronale Verbindungen plastisch sind, lehrt das Anpassen des Atems bei anspruchsvollen Aufgaben das Gehirn, die Fallstricke einer Übererregung – wie fragmentiertes Denken und beeinträchtigte Entscheidungsfindung – zu vermeiden.

Durch das Beherrschen dieses Rhythmus behalten Menschen oft den Zugriff auf exekutive Funktionen, die in Zeiten intensiver Herausforderungen andernfalls beeinträchtigt sein könnten, was es ihnen ermöglicht, selbst in schwierigen Situationen Höchstleistungen zu erbringen.

Wissenschaftlich fundierte Vorteile von Breathwork für High Performer

Das moderne Verständnis von Neurotechnologie-Anwendungen zeigt, dass das Training des Gehirns, auf Atemsignale zu reagieren, die kognitive Ausdauer verbessert und es Menschen ermöglicht, über längere Zeiträume ein höheres Niveau an geistiger Leistungsfähigkeit aufrechtzuerhalten.

Anstatt passive Subjekte unserer Biologie zu sein, werden wir aktiv zu Teilnehmern an unseren eigenen kognitiven Prozessen, indem wir den neuronalen Durchsatz geschickt so steuern, dass er präzise den Anforderungen unserer Ziele und Aufgaben entspricht. Dieser evidenzbasierte Ansatz nimmt der mentalen Ausdauer das Vage und bietet klare, umsetzbare Wege, um Fokus und Konzentration aufrechtzuerhalten, ohne dem Burnout zu erliegen, wodurch die allgemeine Produktivität und das Wohlbefinden gesteigert werden.

Kann das Training des Atems die Aufmerksamkeit stabilisieren?

Die oben genannten intrakraniellen Befunde zeigen, dass Aufmerksamkeit die Art und Weise verändert, wie das Gehirn an den Atem koppelt. Eine breiter angelegte Übersichtsarbeit fasste die bestehende Evidenz zusammen, um zu untersuchen, ob auch das Umgekehrte gilt: Beeinflusst der Zustand des Atems selbst die Aufmerksamkeit?

Die Übersichtsarbeit kam zu dem Schluss, dass Atmung und Aufmerksamkeit sich wie gekoppelte dynamische Systeme verhalten, was bedeutet, dass die Stabilität des einen Systems die des anderen fortlaufend beeinflusst.

Wenn die Atmung unregelmäßig wird, neigt die Aufmerksamkeit zu Schwankungen. Wenn die Atmung stabilisiert wird, stabilisiert sich in der Regel auch die Aufmerksamkeit.

Diese bidirektionale Beziehung wurde dahingehend interpretiert, dass sie sich im weiteren Sinne auf das Bewusstsein erstreckt, da die Übersichtsarbeit Atmung, Aufmerksamkeit und Bewusstsein als durch Kopplungsfunktionen und dynamische Wechselwirkungen und nicht durch eine einseitige Kausalität gekennzeichnet beschreibt.

Die Untersuchung berichtete auch, dass Atemkontrollpraktiken sowohl mit unmittelbaren als auch mit länger anhaltenden Verbesserungen der Aufmerksamkeitsleistung verbunden sind – ein Effekt, der je nach Art der Praxis der Aktivierung von Entspannungs- oder Erregungspfaden zugeschrieben wird. Sie hob ein Konzept namens metakognitives Training hervor, bei dem eine Person die Aufmerksamkeit bewusst mit der Atmung synchronisiert – eine Praxis, die laut der Arbeit eher die Kopplung zwischen den beiden Systemen stärkt, als auf eines der beiden isoliert einzuwirken.

Das Interesse an Meditationstechniken für die kognitive Funktion und strukturierter Meditation knüpft direkt an diese Kopplung an, da viele kontemplative Traditionen genau auf diese Art von bewusster Atem-Aufmerksamkeits-Paarung setzen.

Die Übersichtsarbeit stellte zudem fest, dass Atemtraining mit virtueller Realität sowohl die interne Aufmerksamkeit – also die auf die eigenen körperlichen und geistigen Zustände gerichtete Wahrnehmung – als auch die externe Aufmerksamkeit, d. h. die auf die Umgebung gerichtete Wahrnehmung, verfeinern kann.

Atemübungen für ein gesünderes Gehirn

Die reine Nasenatmung ist eine grundlegende Praxis, die empfohlen wird, um tiefere, rhythmische Zyklen zu fördern, die das Herz verlangsamen und das vegetative Nervensystem unterstützen. Die Konzentration auf die Verlängerung der Ausatmung führt oft zur Förderung eines natürlich regenerativen Milieus im Nervensystem.

Viele finden den Erfolg darin, tagsüber kurze, zeitlich festgelegte Intervalle zu nutzen, um den Fokus des Gehirns neu auszurichten. Beispielsweise kann das Widmen von fünf Minuten für eine gleichmäßige Atmung vor anspruchsvollen Aufgaben helfen, eine stabile neuronale Ausgangsbasis zu schaffen.

Dieser präventive Ansatz minimiert die Auswirkungen von ansteigendem Stress, bevor er Eigendynamik entwickelt, und stellt sicher, dass das Gehirn aus einem Zustand der Klarheit statt der Reaktivität heraus agiert.

Schließlich ist eine regelmäßige Praxis, ähnlich wie das körperliche Training, der verlässlichste Weg, um diese Vorteile aufrechtzuerhalten.

Zusammenfassung

Die Wissenschaft hinter Atemübungen und dem Gehirn veranschaulicht, dass die Atmung ein leicht zugängliches Werkzeug ist, um sowohl das Nervensystem als auch die Kognition zu regulieren. Durch die Integration bewusster Atmung in die tägliche Praxis können Menschen langfristige Stabilität fördern und ihre Fähigkeit verbessern, komplexe Herausforderungen mit einem klareren, widerstandsfähigeren Fokus zu bewältigen, was letztlich zu einer verbesserten emotionalen Regulierung und einer größeren Fähigkeit zu achtsamer Interaktion mit ihrer Umwelt führt.

Diese bewusste Kontrolle über den eigenen Atem kann zu Vorteilen führen, die von der Stressreduzierung bis hin zu verbesserter kognitiver Leistungsfähigkeit und einem ausgeprägteren Wohlbefinden alles beeinflussen. Die tiefe Verbindung zwischen Atem und Gehirnfunktion bietet einen leicht verfügbaren Weg, um inneren Frieden zu kultivieren und die geistige Schärfe zu schärfen, was Menschen hilft, den Anforderungen des Lebens mit größerer Gelassenheit und Effektivität zu begegnen.

Referenzen

1. Karalis, N., & Sirota, A. (2022). Breathing coordinates cortico-hippocampal dynamics in mice during offline states. Nature communications, 13(1), 467. https://doi.org/10.1038/s41467-022-28090-5

2. Park, H. D., Barnoud, C., Trang, H., Kannape, O. A., Schaller, K., & Blanke, O. (2020). Breathing is coupled with voluntary action and the cortical readiness potential. Nat. Commun. 11, 289. https://doi.org/10.1038/s41467-019-13967-9

3. Kluger, D. S., & Gross, J. (2021). Respiration modulates oscillatory neural network activity at rest. PLoS biology, 19(11), e3001457. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001457

4. Herrero, J. L., Khuvis, S., Yeagle, E., Cerf, M., & Mehta, A. D. (2018). Breathing above the brain stem: volitional control and attentional modulation in humans. Journal of neurophysiology. https://doi.org/10.1152/jn.00551.2017@apsselect.2017.4.issue-11

5. Mitsea, E., Drigas, A., & Skianis, C. (2022). Breathing, attention & consciousness in sync: The role of breathing training, metacognition & virtual reality. Technium Social Sciences Journal, 29, 79-97. https://doi.org/10.47577/tssj.v29i1.6145

Häufig gestellte Fragen

Wie beeinflusst die Atmung die Herzfrequenzvariabilität?

Die Herzfrequenzvariabilität spiegelt das Gleichgewicht des vegetativen Nervensystems wider, und eine langsame Atmung erhöht diese Variabilität durch Stimulierung des Vagusnervs, was die Herzfrequenz effektiv senkt.

Können Atemübungen Symptome von chronischem Stress reduzieren?

Ja, bewusstes Atmen kann dazu beitragen, die physiologischen Auswirkungen von chronischem Stress abzumildern, indem es den Körper von einem sympathisch dominierten Zustand in einen parasympathischen, erholsamen Zustand versetzt.

Ist es besser, durch die Nase oder durch den Mund zu atmen?

Die Nasenatmung wird im Allgemeinen bevorzugt, da sie die Luft filtert, den Druck reguliert und von Natur aus langsamere, tiefere Atemzüge fördert, die die parasympathischen Bahnen effektiver aktivieren.

Wie beeinflusst die Atmung das Gedächtnis während des Schlafs?

Eine Kopie des Atembefehls des Gehirns, die sogenannte respiratorische Kollar-Entladung, fungiert als Zeitsignal, das gedächtnisbezogene Gehirnereignisse koordiniert. Sie koppelt Sharp-Wave-Ripples im Hippocampus mit kortikalen Zustandsübergängen und schafft so Zeitfenster, in denen Gedächtnisspuren in Ruhephasen wiederholt und gefestigt werden können.

Beeinflusst die Atemphase, wann wir uns für eine Handlung entscheiden?

Menschen initiieren willkürliche Bewegungen eher beim Ausatmen als beim Einatmen. Auch das Bereitschaftspotenzial des Gehirns vor einer Bewegung variiert mit der Atemphase. Bei reaktiven Bewegungen verschwindet diese Verbindung, was darauf hindeutet, dass das Ausatmen einen etwas günstigeren inneren Zustand für selbstinitiierte Handlungen schafft.

Verändert die Atmung die Gehirnrhythmen auch dann, wenn wir nicht versuchen, sie zu kontrollieren?

Ja, selbst während einer stillen Ruhephase moduliert die spontane Atmung Gehirnoszillationen von langsamen Delta- bis hin zu schnellen Gammawellen in weiten kortikalen und subkortikalen Bereichen. Diese Modulation ist kein einheitliches Muster, sondern variiert je nach Gehirnregion, was zeigt, dass der Atem die elektrische Aktivität des Gehirns im Ruhezustand kontinuierlich prägt.

Beanspruchen rhythmisches Atmen und das bloße Beobachten des Atems dieselben Gehirnnetzwerke?

Nein, die bewusste Steuerung des Atems erhöht die Kopplung in einem frontotemporal-insulären Netzwerk, während das Achten auf die automatische Atmung den anterioren Cingulus, den prämotorischen Kortex, die Insula und den Hippocampus beansprucht. Dies zeigt, dass die kognitive Ausrichtung verändert, welche Gehirnschaltkreise sich mit dem Atemrhythmus synchronisieren.

Kann Atemtraining helfen, die Aufmerksamkeit zu stabilisieren?

Ja, Atmung und Aufmerksamkeit arbeiten als gekoppeltes System, bei dem eine unregelmäßige Atmung die Aufmerksamkeit eher destabilisiert, während eine Beruhigung des Atems den Fokus festigen kann. Praktiken, die die Aufmerksamkeit bewusst mit dem Atem synchronisieren, sollen diese wechselseitige Koordination stärken und zu einer verbesserten Aufmerksamkeitsleistung führen.

Ist der Einfluss der Atmung auf das Gehirn auf die Kontrollzentren im Hirnstamm beschränkt?

Nein, die Atmung prägt die Aktivität in übergeordneten Schaltkreisen, einschließlich Gedächtnissystemen, motorischen Planungsbereichen und Aufmerksamkeitsnetzwerken. Die Effekte sind weitreichend und weisen die Atmung als einen kontinuierlichen Rhythmus aus, der die Kognition weit über bloße vegetative Routineaufgaben hinaus beeinflusst.