Atemtechniken steigern Wachsamkeit und mentale Konzentration
Eine Studie zeigt, wie Atemübungen die Herzfrequenz und die mentale Aktivität steigern können.
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Inhaltsverzeichnis
Atmen ist was, was wir oft ohne nachzudenken tun. Aber wie wir atmen, kann grossen Einfluss auf unseren Körper und Geist haben. Das autonome Nervensystem (ANS) steuert viele unwillkürliche Körperfunktionen, wie Herzschlag und Atmung. Das ANS hat zwei Teile: das sympathische Nervensystem, das uns hilft, auf Stress zu reagieren, und das parasympathische Nervensystem, das uns beim Entspannen hilft.
Wenn wir ändern, wie wir atmen, können wir das ANS beeinflussen. Zum Beispiel kann eine Technik namens „geplantes Atmen“ unserem Körper helfen, je nach Situation auf Stress zu reagieren oder sich zu entspannen. Das kann nicht nur bei Leuten mit bestimmten Gesundheitsproblemen nützlich sein, sondern auch bei gesunden Menschen während des Trainings oder wenn sie gestresst sind.
Bei gesunden Leuten kann die Aktivierung des sympathischen Nervensystems durch Atmung Vorteile bringen, wie sich wacher fühlen, eine bessere geistige Leistung haben und mehr Energie spüren. Diese Studie untersucht eine neue Atemübung, die diese sympathische Reaktion fördert.
Frühere Forschung und Atemtechniken
Verschiedene Atemtechniken haben zuvor gezeigt, dass sie beide Teile des ANS beeinflussen können. Viele Studien haben langsames Atmen und seine Fähigkeit, Entspannung zu stimulieren, untersucht. Es ist jedoch noch unklar, wie verschiedene Aspekte des Atmungsprozesses, neben nur der Geschwindigkeit des Atems, zu diesen Effekten beitragen.
Wenn wir einatmen, bereitet sich der Körper auf Action vor, während das Ausatmen zur Ruhe beiträgt. Daher ist das Timing, wie lange wir einatmen im Vergleich zu wie lange wir ausatmen, entscheidend. Neueste Forschung hat gezeigt, dass längeres Ausatmen zur Entspannung und positiven Gesundheitsresultaten beiträgt.
Die häufigste Methode, die Auswirkungen von Atemübungen zu messen, ist, die Herzfrequenz und die Herzfrequenzvariabilität (HRV) zu betrachten. HRV spiegelt wider, wie gut der Körper sich an Stress anpassen kann und steht in Zusammenhang mit unserem Entspannungslevel. Einige Studien haben gezeigt, dass langsameres Atmen mit längeren Ausatmungen zur Stressreduktion führen kann.
Atemmuster beeinflussen auch die Gehirnaktivität. Forscher haben Elektroenzephalographie (EEG) verwendet, um zu untersuchen, wie das Atmen verschiedene Gehirnwellen beeinflusst. Einige Studien haben herausgefunden, dass langsames Atmen die mit Stress verbundene Gehirnaktivität reduziert und Entspannung erhöht.
Die Atemübung in dieser Studie
Diese Studie unterscheidet sich von früheren Forschungen, da sie darauf abzielt, mehr Aktivität des sympathischen Nervensystems zu fördern, anstatt es zu reduzieren. Der Fokus liegt auf einer Atemübung mit längerer Einatmung und kürzerer Ausatmung, um den Körper zu stimulieren und die Wachsamkeit zu steigern.
Die spezifische Atemübung besteht darin, sechs Sekunden einzuatmen und dann zwei Sekunden auszuatmen, mit einem Ziel von 7,5 Atemzügen pro Minute. Die Übung dauert 80 Sekunden, und die Teilnehmer verwendeten eine App namens EMOTAI, um sie durch den Atemprozess zu leiten. Die App bietet visuelle Hinweise und Feedback zur Herzfrequenz der Teilnehmer während der Übung.
Datensammlung
In dieser Studie wurden Daten von 19 Teilnehmern gesammelt, darunter Männer und Frauen unterschiedlichen Alters. Jeder Teilnehmer trug ein spezielles Stirnband, das ihre Herzfrequenz und Gehirnaktivität während der Atemübungen mass.
Über zwei Wochen hinweg übten die Teilnehmer die Atemübung mindestens einmal täglich für zehn Tage. Um qualitativ hochwertige Daten sicherzustellen, musste die App von den Teilnehmern gute Sensorlesungen erreichen, bevor sie jede Übung starteten.
Datenanalyse
Nachdem die Übungssitzungen abgeschlossen waren, schauten sich die Forscher die Daten an, um zu sehen, ob die Atemübung bedeutende Auswirkungen auf Herzfrequenz und Gehirnaktivität hatte.
Herzfrequenz und HRV
Bei der Herzfrequenz zeigten die Ergebnisse einen signifikanten Anstieg. Vor der Übung lag die durchschnittliche Herzfrequenz bei etwa 75,8 Schlägen pro Minute, während sie während der Übung auf etwa 80,3 Schläge pro Minute anstieg. Das bedeutet, dass die Herzfrequenz um etwa 6 % gestiegen ist.
Ähnlich hatte auch die Herzfrequenzvariabilität während der Atemübung einen signifikanten Anstieg, was auf einen positiven Effekt auf den allgemeinen physiologischen Zustand der Teilnehmer hindeutet.
Gehirnaktivität
Bei der Betrachtung der Gehirnaktivität durch die EEG-Daten schauten sich die Forscher verschiedene Arten von Gehirnwellen an. Die Analyse zeigte, dass die langsameren Gehirnwellen, die mit Entspannung in Verbindung stehen, während der Übungen keine signifikanten Veränderungen zeigten.
Es gab jedoch einen bemerkenswerten Anstieg der schnelleren Gehirnwellen, besonders bei den Betawellen. Diese Gehirnwellen sind mit mentaler Konzentration und aktivem Denken verbunden. Der Anstieg der Betawellen deutet darauf hin, dass die Atemübung dazu beigetragen hat, Wachsamkeit und geistige Beteiligung zu steigern.
Fazit: Die Auswirkungen von Atemübungen
Diese Studie zeigt, dass es eine Verbindung zwischen Atemtechniken und physiologischen Reaktionen gibt. Die auf längeren Einatmungsphasen basierende Atemübung führte zu einer erhöhten Herzfrequenz, Herzfrequenzvariabilität und verstärkter Betawellenaktivität.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Atemübungen mit längerer Einatmung einen besseren Zustand von Wachsamkeit und geistiger Klarheit fördern können. Sie bieten einen alternativen Ansatz zu traditionellen Atemübungen, die in der Regel darauf abzielen, Entspannung zu induzieren.
Menschen nutzen seit lange Atemübungen für verschiedene gesundheitliche Vorteile. Während viele Studien sich darauf konzentrieren, wie Atmen Entspannung fördert, hebt diese Forschung die Notwendigkeit hervor, Methoden zu untersuchen, die die Bereitschaft und Energie des Körpers stimulieren können.
Zukünftige Forschungen sollten tiefer in die Details dieser Atemtechniken eintauchen, wie die ideale Dauer und Atemmuster, um ihre Auswirkungen vollständig zu verstehen. Grössere Studien könnten auch helfen, die Ergebnisse zu stärken und zu erforschen, wie lange die Effekte der Übung nach Abschluss anhalten.
Die Integration dieser Atemübungen in die täglichen Routinen könnte eine einfache Möglichkeit bieten, geistige Klarheit und Wachsamkeit zu steigern, was potenziell die tägliche Leistung in verschiedenen Lebensbereichen verbessert.
Titel: Paced Breathing With a Prolonged Inspiratory Period Increases Sympathetic Activity: A Heart and Brain Analysis
Zusammenfassung: Paced breathing exercises with prolonged exhalation have been commonly used to reduce stress and anxiety by stimulating parasympathetic activity. However, increasing sympathetic activity may also provide benefits such as increased alertness and energy levels. In this work, we investigate the physiological impact of an 80-second breathing exercise with a prolonged inspiratory period of 6 seconds followed by 2 seconds of exhalation on the sympathetic system. We collected raw two-channel prefrontal electroencephalography and photoplethysmography signals of 19 subjects using EMOTAIs headband while performing the proposed exercise every workday for 2 weeks straight. Physiological metrics such as heart rate, heart rate variability, and absolute power of the brain waves were extracted before and during the exercise to measure its effectiveness. A marked increase in beta wave power was observed, along with a significant increase in both heart rate and heart rate variability. The cardiovascular results indicate that the proposed exercise effectively raised sympathetic activity. Simultaneously, the observed neural activity is consistent with that seen during focused attention and heightened mental processing.
Autoren: Carlos Moreira, M. S. Joaquim
Letzte Aktualisierung: 2024-02-27 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.23.581710
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.23.581710.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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