Langsame Nasenatmung könnte Angst laut Mäusestudie lindern

Angststörungen zählen zu den häufigsten psychischen Erkrankungen der Menschheit und betreffen weltweit rund 359 Millionen Menschen.

Wie Studien zeigen, kann kontrolliertes Atmen vielen Menschen helfen, ihre Angst zu regulieren. Wie dieser Effekt genau zustande kommt, ist jedoch weiterhin nicht vollständig geklärt.

Eine neue, in PNAS veröffentlichte Mäusestudie beschreibt nun einen bislang unbekannten „Nase-zu-Gehirn-Schaltkreis“. Dieser könnte erklären, auf welchem Weg die Nasenatmung Angst beeinflusst.

Menschen wissen die emotionale Wirkung des Atmens seit Langem zu schätzen. Das zeigt sich in tief verwurzelten kulturellen Traditionen wie Pranayama, taoistischen Atempraktiken und unterschiedlichen Formen der Meditation.

Auch die moderne Forschung stützt zunehmend den Zusammenhang zwischen Atemmustern und der Regulierung des Gehirns. Neue Erkenntnisse deuten darauf hin, dass neuronale Muster selbst auf feine Unterschiede von einem Atemzug zum nächsten reagieren.

Nach Angaben der Autorinnen und Autoren können langsame, gleichmässige Atemzüge „tiefgreifende modulierende Auswirkungen auf emotionale Zustände“ haben und klinisch wirksam gegen Angststörungen sein.

Wie Atmung Angst regulieren kann

Der automatische Atemrhythmus entsteht bekanntlich im Hirnstamm. Wenn wir diesen Rhythmus bewusst verändern, nutzt das Gehirn eine frontale kortiko-hirnstammbezogene „Top-down“-Bahn. Sie trägt diese Bezeichnung, weil sie es uns ermöglicht, einen autonomen Vorgang wie die Atmung willentlich zu übersteuern.

Über die konkreten neuronalen Mechanismen, durch die sowohl automatische als auch bewusste Atmung Angst beeinflussen können, ist bislang allerdings wenig bekannt. Genau hier setzt die neue Studie an: Sie soll dazu beitragen, das volle Potenzial von Atemübungen als einfache, nicht invasive Behandlung gegen Angst zu erschliessen.

Frühere Forschung hatte bereits Hinweise geliefert. Die Atmung kann die Emotionen von Mäusen beeinflussen, unabhängig davon, wie sie ausgelöst wird – sowohl durch die Manipulation von „Top-down“-Schaltkreisen, die bewusstes Atmen nachahmt, als auch durch Eingriffe in den Hirnstamm.

„Dies deutet zusätzlich zur willentlichen Kontrolle auf eine unbewusste Körper-Gehirn-Interaktion zur Regulierung von Atmung und Emotionen hin“, schreiben die Forschenden.

Langsame Nasenatmung scheint Angst stärker zu dämpfen als langsames Atmen durch den Mund. Das weist darauf hin, dass die Nase bei der emotionalen Modulation eine besondere Rolle spielen könnte. Zudem wurde gezeigt, dass der Rhythmus der Nasenatmung Hirnoszillationen sowohl bei Menschen als auch bei Nagetieren synchronisiert.

In der Nasenhöhle könnten spezialisierte Zellen, die olfaktorischen sensorischen Neuronen (OSNs), eine Schlüsselrolle übernehmen. OSNs erkennen zwar Duftstoffe und leiten die daraus entstehenden Signale ans Gehirn weiter, reagieren laut Forschung aber auch mechanosensitiv auf den Luftstrom in der Nase.

Die Aktivität der OSNs löst entsprechende Vorgänge im Riechkolben aus, einer für den Geruchssinn zuständigen Struktur des Vorderhirns. Diese ist zugleich mit dem limbischen System verbunden – einem Netzwerk aus Hirnstrukturen, das Emotionen und Stressreaktionen mitreguliert.

Der Nase-zu-Gehirn-Schaltkreis bei Mäusen

Diese und weitere Befunde legen nach Ansicht der Forschenden nahe, dass Säugetiere über eine Art „nasal-limbischen Mechanismus“ verfügen. Dieser könnte es ermöglichen, dass die Frequenz der Nasenatmung die OSN-Aktivität über sensorische Signale verändert und dadurch wiederum Angst im Gehirn mitsteuert.

Um diese Annahme zu prüfen, veränderte das Forschungsteam bei männlichen Mäusen mittels optogenetischer OSN-Stimulation die Frequenz nasaler Sinnesignale. Gleichzeitig regelten sie den Luftstrom in die Nasenhöhlen der Tiere mithilfe implantierter Kanülen.

„Wir nutzten Optogenetik, Chemogenetik, Elektrophysiologie, Faserphotometrie, Verhaltenstests und virale Nachverfolgung, um die zellulären und schaltkreisbezogenen Mechanismen hinter dieser Nase-Emotions-Modulation aufzudecken“, schreiben sie.

Der identifizierte Signalweg beginnt bei den OSNs, welche Einatmungen durch die Nase wahrnehmen und Signale an Mitralzellen im Riechkolben weitergeben. Von dort gelangen die Informationen zu weit projizierenden Interneuronen im perirhinalen Kortex und schliesslich zu glutamatergen Neuronen in der hinteren basolateralen Amygdala.

Die Studie ergab, dass der nasale Luftstrom über diesen Signalweg angstähnliches Verhalten frequenzabhängig reguliert. Die Wirkung könnte somit davon abhängen, wie häufig wir Luft durch die Nase einatmen.

Der Effekt verläuft zudem in beide Richtungen. Das legt nahe, dass schnelleres Atmen Angst verstärken könnte, während langsameres Atmen sie offenbar lindert.

Als die Forschenden den Abschnitt des Signalwegs vom Riechkolben zum perirhinalen Kortex chemogenetisch stilllegten, verschwand der Zusammenhang zwischen der Frequenz nasaler Sinnesignale und der Regulierung von Angst.

Die Aktivierung beziehungsweise Hemmung des Schaltkreises führte zu angstlösenden beziehungsweise angstauslösenden Effekten. Dasselbe galt für OSN-Stimulationen mit niedriger beziehungsweise hoher Frequenz.

Ein Teil der Mäuse erhielt ausserdem zwei Wochen lang kontrollierten, langsamen nasalen Luftstrom. Dadurch wurde die neuronale Aktivität wiederhergestellt und angstähnliches Verhalten nahm ab.

Langsame Nasenatmung als möglicher Ansatz

Die Untersuchung umfasste ausschliesslich männliche Mäuse, nutzte experimentelle Stressverfahren sowie stark kontrollierte Stimulation und Luftströmung. Daher sind deutlich mehr Studien erforderlich, um festzustellen, ob sich die Effekte auf Menschen übertragen lassen.

Den Forschenden zufolge könnte langsame Nasenatmung – mit etwa der halben üblichen Rate – langfristig dennoch einen einfachen, nicht invasiven Ansatz zur Behandlung von Angst bieten.

Die Studie erschien in PNAS.

Dieser Artikel wurde von Rebecca Dyer auf seine sachliche Richtigkeit geprüft und von Rebecca Dyer redigiert. Wir sind stolz auf unseren Prüfprozess, aber auch wir sind nur Menschen. Falls Ihnen ein Fehler auffällt, teilen Sie uns dies bitte mit.