Indem wir ein- und ausatmen, versorgen wir unseren Körper und unser Gehirn mit Sauerstoff. Doch auch über diese grundlegende Funktion hinaus sind Atmung und Gehirn eng miteinander verbunden. Schon frühere Studien haben gezeigt, dass sich unsere neuronale Aktivität mit unserer Atmung synchronisiert. Manche Aufgaben funktionieren besser beim Einatmen, andere besser beim Ausatmen.
Reaktionstest in verschiedenen Atemphasen
Dieser Spur sind Forschende um Erika Yamazaki von der Northwestern University in Illinois nun genauer nachgegangen. Für ihr Experiment ließen sie 35 junge Erwachsene einen einfachen Reaktionstests absolvieren: Die Freiwilligen schauten auf ein rotes Quadrat auf einem Bildschirm und sollten immer dann eine Taste drücken, wenn es sich gelb färbte. Dabei maßen Yamazaki und ihr Team ihre Reaktionszeiten und erfassten zugleich, in welcher Atemphase sich die jeweilige Testperson gerade befand.
„Dabei stellten wir fest, dass die Reaktionsgeschwindigkeit je nach Atemphase variierte“, berichtet das Forschungsteam. „Die Reaktionen waren während der Ausatmung und während Atempausen schneller als während der Einatmung.“ Dieses Ergebnis blieb über mehrere Sitzungen hinweg stabil: Mal absolvieren die Probanden den Test abends kurz vor dem Schlafengehen, mal morgens nach dem Aufstehen und mal nachmittags vor und nach einem kleinen Nickerchen. Zwar waren die Reaktionszeiten in den Versuchen morgens und abends insgesamt etwas länger als bei den Nachmittagsversuchen, doch die Assoziation mit dem Atemrhythmus blieb unverändert.
Entscheidende Millisekunden
„Diese Arbeit hebt die Atmung als wichtigen Faktor für die von Moment zu Moment schwankende Leistungsfähigkeit unter Bedingungen anhaltender Aufmerksamkeit hervor“, schreiben die Forschenden. Auch wenn der Unterschied zwischen den schnellsten und langsamsten Reaktionen einer Testperson nur etwa 40 Millisekunden betrug, ist die Differenz laut Yamazaki und ihrem Team bedeutsam.
„Außerhalb des Labors können einige Dutzend Millisekunden einen entscheidenden Unterschied im Leben eines Menschen ausmachen, beispielsweise bei der Vermeidung eines Verkehrsunfalls“, erklären sie. Auch im Spitzensport liegen zwischen den Erst- und Zweitplatzierten teils nur Sekundenbruchteile. Wer beim Startschuss gerade in der richtigen Atemphase für eine schnelle Reaktion ist, könnte damit wichtige Millisekunden gewinnen.
Optimierung je nach Aufgabe
Doch nicht für alle Aufgaben ist die Phase des Ausatmens am besten geeignet. „Frühere Studien, die komplexere Aufgaben wie Emotionserkennung, visuell-räumliches Denken oder das Gedächtnis untersuchten, stellten die besten Leistungen während der Einatmung fest, was durch eine stärkere funktionelle Konnektivität zwischen den Hirnregionen und innerhalb einer Hirnregion erklärt wird“, berichten die Forschenden.
Aus ihrer Sicht legen die Ergebnisse nahe, dass unser Gehirn je nach Atemphase für unterschiedliche Aufgaben optimiert ist. Geht es um Aufmerksamkeit und schnelle motorische Reaktionen auf äußere Reize, ist die Phase des Ausatmens optimal. „Im Gegensatz dazu könnte die Einatmung kognitive Aufgaben begünstigen, die die Integration externer Reize mit internen Repräsentationen erfordern“, so das Team.
Quelle: Erika Yamazaki (Northwestern University, Evanston, Illinois) et al., iScience, doi: 10.1016/j.isci.2026.117535
