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Atmungsfrequenz bestimmt Geschwindigkeit des Herzschlags im Tiefschlaf

Forscher aus Deutschland und Israel haben entdeckt, dass Herzschlag und Atmung bei niedriger Gehirnaktivität miteinander korreliert sind. Dazu untersuchten die Wissenschaftler eine Gruppe von 112 gesunden Versuchspersonen unterschiedlichen Alters. Während im Normalfall kein feststellbarer zeitlicher Zusammenhang zwischen den beiden physiologischen Taktgebern bestand, stellte sich eine wahrnehmbare Korrelation zwischen den beiden Raten ein, als die Versuchspersonen in Tiefschlaf versetzt wurden. Dies könnte neue Untersuchungsmethoden sowohl in der Schlafforschung als auch in der Diagnostik von Herzbeschwerden ermöglichen, glauben die Forscher.

Biomediziner versuchen schon seit vielen Jahren, die Dynamik des Herzrhythmus zu erklären. So versuchen sie etwa, das je nach Situation unterschiedliche zeitliche Verhalten des Herzschlags mit Mitteln der Chaostheorie oder der Mustererkennung zu analysieren. Jan Kantelhardt von der Martin-Luther-Universität in Halle-Wittenberg hat nun zusammen mit Kollegen aus Marburg und Israel ein bisher vernachlässigtes Problem untersucht “ einen möglichen kausalen Zusammenhang zwischen dem Schlag des Herzens und der Atmungsfrequenz.

Die Forscher zeichneten dazu sowohl den Pulsschlag als auch den Atemrhythmus der Lunge von 112 Freiwilligen verschiedenen Alters auf. Mithilfe eines komplexen mathematischen Verfahrens aus der Statistik wollten sie anschliessend herausfinden, ob diese beiden physiologischen Takte miteinander korreliert sind.

Das Ergebnis der Studie lässt sich einfach auf einen Nenner bringen: Herzschlag und Atmungsfrequenz hängen nur während des Tiefschlafs zusammen, und dies auch nur in eine Richtung – die Atmungsrate beeinflusst den Herzschlag und nicht umgekehrt.

Kantelhardts Studie zeigt, dass eine geringe Hirnaktivität für das Auftreten der Korrelation entscheidend ist – sobald der Tiefschlaf der Versuchspersonen etwa durch Geräusche gestört wurde, wurde sie zerstört. Die Forscher glauben, dass ihre Methode somit zur Charakterisierung von Schlafzuständen eingesetzt werden kann, ohne dass eine Messung von Hirnströmen nötig ist.

Quelle: Physical Review Letters, Bd. 98, Artikel 054102


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