LMU-Studie: Atmung steuert unser Gedächtnis

Das Gehirn nutzt den Atemrhythmus als Taktgeber für Gedächtnisprozesse. Eine heute veröffentlichte Studie der Ludwig-Maximilians-Universität München zeigt: Einatmen optimiert das Lernen, Ausatmen aktiviert das Erinnern – eine Entdeckung mit weitreichenden Folgen für Bildung und Medizin.

Forscher der LMU haben in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für Bildungsforschung und der University of Oxford einen fundamentalen Mechanismus entschlüsselt. Die im Journal of Neuroscience präsentierten Ergebnisse belegen erstmals präzise, wie unsere Atmung neuronale Aktivitäten synchronisiert und damit direkt die Gedächtnisleistung beeinflusst.

Die zentrale Erkenntnis: Während das Einatmen das Gehirn für neue Informationen öffnet, findet der Abruf gespeicherter Erinnerungen vornehmlich beim Ausatmen statt. Was wie eine Randnotiz klingt, könnte Lernstrategien revolutionieren und neue Therapieansätze ermöglichen.

Das Team um Dr. Thomas Schreiner untersuchte 18 Probanden, die 120 Bilder mit spezifischen Wörtern verknüpfen sollten. Währenddessen zeichneten die Wissenschaftler kontinuierlich Hirnaktivität per EEG und Atemrhythmus auf – sowohl während des Lernens als auch beim späteren Abrufen.

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Das Ergebnis überraschte: Die Teilnehmer erinnerten sich signifikant besser, wenn die entscheidenden Hinweise während oder kurz vor dem Einatmen präsentiert wurden. Das Gehirn scheint externe Reize bevorzugt in dieser Phase zu verarbeiten, während die kognitiv anspruchsvolle Rekonstruktion der Erinnerung auf die Ausatmungsphase verlagert wird.

„Unsere Daten zeigen deutlich, dass die Atmung verschiedene Phasen der Informationsverarbeitung moduliert”, erklärt Dr. Schreiner. Das Gehirn nutzt den Atemrhythmus offenbar zur effizienten Ressourcenverteilung: externe Signale beim Einatmen, interne Prozesse beim Ausatmen.

Neuronale Muster im Takt des Atems

Die EEG-Daten enthüllten noch mehr: Spezifische Oszillationsmuster in den Alpha- und Beta-Frequenzbändern koppelten sich eng an den Atemzyklus. Diese Hirnströme spielen eine zentrale Rolle bei Aufmerksamkeit und Informationsverarbeitung.

Besonders faszinierend waren sogenannte Gedächtnisreaktivierungen – neuronale Muster, die exakt jenen beim ursprünglichen Lernen gleichen. Das Gehirn „spielt” die Erinnerung buchstäblich noch einmal ab. Die Studie belegt nun: Diese Reaktivierungen treten nicht zufällig auf, sondern folgen präzise dem Atemrhythmus.

„Die Atmung fungiert als natürlicher Taktgeber für Gedächtnisprozesse”, so Schreiner. Das Gehirn koordiniert zeitliche Abläufe über den körpereigenen Rhythmus – ohne externe Uhr.

Paradigmenwechsel: Der Körper denkt mit

Die Ergebnisse stärken die Theorie der Embodied Cognition: Kognitive Prozesse finden nicht isoliert im Gehirn statt, sondern sind untrennbar mit körperlichen Rhythmen verbunden. Herzschlag, Atmung und Hirnaktivität bilden ein integriertes System.

Bereits 2016 zeigte Christina Zelano (Northwestern University), dass nasale Atmung limbische Oszillationen beeinflusst. Die Münchner Arbeit präzisiert diese Zusammenhänge entscheidend: Sie unterscheidet zwischen Encodierung und Abruf und koppelt den Mechanismus der neuronalen Reaktivierung direkt an den Atem.

Im Gegensatz zu früheren Studien, die oft den Schlaf oder Angstverarbeitung fokussierten, demonstriert die aktuelle Forschung den Einfluss auf komplexe, bewusste Gedächtnisleistungen im Wachzustand. Ein entscheidender Schritt für praktische Anwendungen.

Von der Lernstrategie zur Therapie

Die praktischen Konsequenzen könnten weitreichend sein. Kurze, fokussierte Lerneinheiten, synchronisiert mit bewusster Atmung, könnten die Effizienz beim Vokabellernen oder der Prüfungsvorbereitung steigern.

Noch bedeutender sind die medizinischen Implikationen:

• Demenzprävention: Atemtraining könnte bei neurologischen Erkrankungen zur Rehabilitation beitragen
• Schlafapnoe und Kognition: Gestörte Atmung könnte den „Taktgeber” des Gehirns aus dem Rhythmus bringen und Gedächtnisprobleme verstärken
• Angststörungen: Die Studie liefert eine neurobiologische Rationale für Atemübungen – sie beruhigen nicht nur, sie ordnen buchstäblich die Gedanken

Ältere Menschen leiden häufig sowohl an Gedächtnisproblemen als auch an respiratorischen Erkrankungen. Ob hier ein direkter Zusammenhang besteht, untersuchen die Forscher in Folgestudien.

Was kommt als Nächstes?

Das Team um Dr. Schreiner plant bereits weitere Untersuchungen. Eine zentrale Frage: Lassen sich diese Effekte gezielt trainieren? Können wir unser Gedächtnis verbessern, indem wir einfach bewusster atmen?

In den kommenden Monaten dürften verstärkt Studien folgen, die chronische Atemwegserkrankungen wie COPD oder Asthma mit kognitivem Abbau im Alter unter diesem neuen Blickwinkel analysieren.

Auch technologische Anwendungen sind denkbar: Biofeedback-Apps, die beim Lernen helfen, indem sie den optimalen Moment für die Informationspräsentation basierend auf dem Atemrhythmus berechnen, sind nun keine Science-Fiction mehr.

Jeder Atemzug ist nicht nur ein Akt des Überlebens, sondern ein kleiner Funke, der unser Gedächtnis erhellt. Wer sich das nächste Mal an einen Namen erinnern muss – vielleicht hilft es, einfach tief auszuatmen.

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