Den Atem im Auge behalten: Die respiratorische Interozeption bei der Hirnentwicklung

• Antragstellerin: Dr. Ezgi Kayhan Wagner, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungspsychologie und Pädagogische Psychologie ; Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 467015824

Der Atem erdet das Individuum in der jetzigen sensorischen Erfahrung, welche die Essenz eines minimalen Selbst ist. Obwohl das Atmen überlebenswichtig ist, ist es verwunderlich, wie wenig über die Interaktion der Atmung mit neuronalen, sensomotorischen und körperlichen Prozessen bei der Prägung des Selbstgefühls bekannt ist.Es gibt zunehmend Hinweise aus der Forschung mit Erwachsenen dafür, dass neuronale Oszillationen mit der Atmung mitschwingen und die Atmung kognitive und affektive Funktionen moduliert. Es ist jedoch ungeklärt, wie diese Wechselwirkungen im sich entwickelnden Gehirn funktionieren. In diesem Projekt werden wir untersuchen, wie die respiratorische Interozeption mit neuronalen und körperlichen Prozessen interagiert und wie eine aktive Modulation der Atmung kurz- und langfristige Veränderungen im sich entwickelnden Gehirn hervorruft. Mit Hilfe eines interdisziplinären Entwicklungsansatz werden wir modernste neurowissenschaftliche Methoden und Robotiksimulationen kombinieren. Ziel ist es hierbei eine mechanistische Erklärung dafür zu liefern, wie sich das Selbstgefühl, operationalisiert durch die interozeptive Sensitivität des Atmens, in den frühen Lebensjahren weiterentwickelt.Im ersten Arbeitspaket werden wir die Sensitivität der Kinder für ihre gegenwärtigen Atmungssignale untersuchen. In zwei Experimenten werden wir die Interaktion zwischen der neuronalen und respiratorischen Dynamik, sowohl im Ruhezustand als auch, bei interozeptiven Aufmerksamkeitsaufgaben messen. Dieses Arbeitspaket wird die Grundlage für die beiden anderen Arbeitspakete legen. Im zweiten Arbeitspaket werden wir uns auf die behavioralen und neuronalen Marker der aktiven Modulation der respiratorischen Signale konzentrieren. Mit einem Biofeedback-Spiel werden wir testen, ob und wie Kinder lernen, eine langsame Atmung durchzuführen. Mittels computergestützter Modellierung werden wir den dynamischen Mechanismus, welcher der aktiven Modulation der Atmung zugrunde liegt, im Sinne einer kurz- und langfristigen Vorhersagefehlerminimierung formalisieren. Im dritten Arbeitspaket werden wir die Rolle der wiederholten Erfahrung mit der aktiven Modulation der Atmungssignale auf neuronale und interozeptive Prozesse weiter untersuchen. Mit Hilfe eines Trainingsverfahrens werden wir die langanhaltenden Effekte wiederholter sensomotorischer Erfahrung (z.B. langsames Atmen) auf die neurorespiratorische Dynamik, sowie auf die interozeptive Aufmerksamkeit testen.In Anbetracht des Mangels an Forschung zur Entwicklung der Interozeption erwarten wir, dass unser interdisziplinäres Projekt richtungsweisende Erkenntnisse über die Rolle der respiratorischen Interozeption bei der Hirnentwicklung liefern wird. Wir sind sicher, dass die Arbeit, die wir in der ersten Periode begonnen haben und die wir in der zweiten Phase weiter ausbauen wollen, von entscheidendem Wert für das Schwerpunktprogramm sein wird, indem sie eine wichtige Wissenslücke in der Literatur schließt.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2134: Das handelnde Selbst
• Internationaler Bezug: Italien, Österreich
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professorin Dr. Stefanie Höhl, Ph.D.; Dr. Guido Schillaci
• Mitverantwortlich(e): Professorin Dr. Birgit Elsner