München (OTS) – München (ots)
– Die Atmung beeinflusst, wie das menschliche Gehirn Reize
verarbeitet und Erinnerungen abruft.
– LMU-Forschende zeigen: Hirnaktivität beim Erinnern folgt dem
Atemrhythmus.
– Das Einatmen ist ein günstiger Moment, um den Hinweisreiz
aufzunehmen, und das Ausatmen ein günstiger Moment für die
Rekonstruktion der Erinnerung im Gehirn.
In erster Linie atmen wir, um Sauerstoff aufzunehmen – aber
möglicherweise hat dieser lebenswichtige Rhythmus auch noch weitere
Funktionen. In den vergangenen Jahren haben eine Reihe von Studien
gezeigt, dass die Atmung neuronale Vorgänge beeinflusst, unter
anderem die Verarbeitung von Reizen sowie Gedächtnisprozesse. LMU-
Forschende um Dr. Thomas Schreiner, Leiter einer Emmy-Noether-
Nachwuchsgruppe am Department Psychologie, analysierten in
Zusammenarbeit mit Kolleginnen und Kollegen des Max-Planck-Instituts
für Bildungsforschung in Berlin und der University of Oxford, wie die
Atmung das Abrufen von zuvor erlernten Inhalten beeinflusst und
zeichneten auf, was dabei im Gehirn abläuft.
Für das Experiment lernten 18 Probandinnen und Probanden, 120
Bilder mit bestimmten Wörtern zu verknüpfen. Diese Assoziationen
wurden anschließend und dann noch einmal nach zwei Stunden
Mittagsschlaf abgefragt. Währenddessen zeichneten die Forschenden
sowohl die Atmung als auch mittels EEG die Hirnaktivität auf.
Atemrhythmus hilft beim mehrstufigen Prozess des Erinnerns
Wie die jetzt im Fachmagazin The Journal of Neuroscience
veröffentlichten Ergebnisse zeigen, konnten sich die
Studienteilnehmerinnen und -teilnehmer besser an die Begriffe und die
dazugehörigen Bilder erinnern, wenn die Hinweiswörter während oder
kurz vor dem Einatmen präsentiert wurden. „Im EEG wird jedoch
sichtbar, dass der eigentliche Erinnerungsabruf eher während der
anschließenden Ausatmung stattfindet“, berichtet Schreiner. „Unsere
Daten sprechen also für eine Art funktionale Zweiteilung: Das
Einatmen ist ein günstiger Moment, um den Hinweisreiz aufzunehmen,
und das Ausatmen ein günstiger Moment für die eigentliche
Rekonstruktion der Erinnerung im Gehirn.“ So zeigt sich, dass der
Atemrhythmus das zeitliche Zusammenspiel von Wahrnehmung und
effektivem Erinnern prägt.
In den EEG-Aufzeichnungen fanden die Forschenden zwei
charakteristische Signaturen erfolgreichen Erinnerns, die Einblicke
in die zugrundeliegenden neuronalen Muster geben: Zum einen
schwächten sich bestimmte Hirnwellen ab, genauer die Alpha- und Beta-
Aktivität. Das weist möglicherweise darauf hin, dass das Gehirn eine
Erinnerung aktiviert und sich stärker auf den Abruf fokussiert. Zum
anderen konnten sogenannte Gedächtnisreaktivierungen beobachtet
werden. Das bedeutet, dass beim erfolgreichen Erinnern die neuronalen
Muster wieder auftauchten, die auch beim Lernen aktiv waren.
Im Versuch konzentrierten sich die Teilnehmerinnen und Teilnehmer
ganz auf die Gedächtnisaufgabe, während sie ihren natürlichen
Atemrhythmus beibehielten. „Um herauszufinden, ob sich aus unseren
Erkenntnissen alltagstaugliche Strategien ableiten lassen, wären
Studien mit gezielter Atemmanipulation notwendig“, sagt Erstautor
Esteban Bullón Tarrasó. Auch bestehe Forschungsbedarf bezüglich
länger zurückliegender Erinnerungen. „Die zugrundeliegenden
Mechanismen lassen aber vermuten, dass die Atmung auch hier eine
Rolle spielt.“
Wie stark gedächtnisrelevante Hirnprozesse mit der Atmung
synchronisiert sind, kann individuell variieren. Die Forschenden
fanden graduelle Unterschiede zwischen den teilnehmenden Personen und
schließen daraus, dass die Atmung bei manchen Menschen effizienter
mit neuronalen Prozessen verknüpft ist als bei anderen. Und je besser
Hirn und Atmung zusammenspielen, desto besser funktioniert vermutlich
das Erinnern: „Die Atmung ist ein natürlicher Taktgeber für
Gedächtnisprozesse und das verdeutlicht, wie eng Körper und Gehirn
miteinander interagieren.“
Publikation:
Esteban Bullón Tarrasó, Fabian Schwimmbeck, Marit Petzka, Tobias
Staudigl, Bernhard Staresina & Thomas Schreiner: Respiration shapes
the neural dynamics of successful remembering in humans. The Journal
of Neuroscience 2025
https://www.jneurosci.org/content/early/2025/11/26/JNEUROSCI.1221
-25.2025
https://www.schreiner-lab.com