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Kommunikation zwischen Organen: Herzschlag beeinflusst Gehirnaktivität

Mittwoch, 13. Mai 2020 – Autor:
Unser Herz und unser Gehirn kommunizieren ständig miteinander. Geraten wir etwa in eine gefährliche Situation, sorgen Signale aus dem Gehirn dafür, dass der Puls steigt – und hinterher auch wieder sinkt. Umgekehrt sendet auch das Herz Informationen ans Gehirn und beeinflusst so unsere Wahrnehmung. Forscherinnen des Max-Planck-Instituts haben jetzt herausgefunden, warum das so ist.
Knet-Visualisierung: Herz-Gehirn mit Stromleitung und Stecker verbunden

Herz und Gehirn sind beim Menschen gut verdrahtet. Und „Befehle" gibt dabei keineswegs nur das Gehirn als Steuerorgan. – Foto: ©Andrii Zastrozhnov - stock.adobe.com

Wenn unser Herz schlägt, zieht sich der Herzmuskel erst zusammen und pumpt Blut in den Körper (systolische Phase). In einer zweiten Phase (der diastolischen) fließt das Blut zurück, das Herz füllt sich wieder. Innerhalb dieser zwei Phasen des Herzzyklus verändert sich die Hirnaktivität, weil Herz und Hirn miteinander über die Nervenbahnen kommunizieren: Ein entscheidender Teil diese Hirnleistung ist in Phase eins unterdrückt. Diese Filterung von Reizen hat den Vorteil, dass wir unseren Puls nicht ständig spüren, was sicher stören würde. Zugleich werden in dieser Zeit aber auch echte Reize von außen nicht wahrgenommen, schwache zumindest. Wir sind also weniger empfindlich.

Herzzyklus verändert Hirnaktivität

Bislang ist jedoch unklar, wie das funktioniert. Forscherinnen des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften (MPI CBS) in Leipzig und der „Berlin School of Mind and Brain“ haben jetzt zwei entscheidende Mechanismen für diese Wahrnehmungsveränderungen entdeckt: Erstens ändert sich mit dem Herzzyklus auch die Hirnaktivität. „Während der ersten Zyklusphase ist ein entscheidender Teil der Hirnaktivität unterdrückt, die sogenannte P300-Komponente. Bei der geht man davon aus, dass sie sonst den Übergang ins Bewusstsein kennzeichnet“, heißt es in einer Information des MPI. „Wird sie unterbunden, wird demnach die eintreffende Information nicht bewusst wahrgenommen.“

Zweitens spielt die persönliche Empfangs-Sensibilität des Gehirns für Informationen eine Rolle. Je stärker das Gehirn einer Person auf den Herzschlag reagiert, desto unwahrscheinlicher ist es, dass sie den äußeren Reiz wahrnimmt. „In dieser Zeit scheint sich die Aufmerksamkeit von Signalen, die von außen eintreffen, auf solche zu verschieben, die wir aus dem Inneren erhalten“, sagt Esra Al, Erstautorin der Studie, die jetzt im Fachmagazin PNAS erschienen ist, einer Publikation für Biologie und Medizin der Akademie der Wissenschaften der USA. Eine starke Reaktion des Gehirns auf den Herzschlag bedeute, dass sich das Organ stärker auf Informationen aus dem Körper und den Organen konzentriere. Eindrücke aus der äußeren Welt blieben in dem Moment eher außen vor.

 

Probanden: Elektrische Impulse über Finger-Elektroden

Untersucht haben die Forscherinnen diese Zusammenhänge mithilfe von schwachen elektrischen Signalen, die sie den Studienteilnehmern über Elektroden am Finger gaben. Parallel dazu erfassten sie die Hirnaktivitäten der Teilnehmer mithilfe von EEG und deren Herzaktivitäten mittels EKG.

Kommunikation Herz-Gehirn erklärt auch Erkrankungen

Diese jetzt gewonnenen Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung sind auch medizinisch von Interesse: Sie erklären laut MPI nicht nur bei Gesunden den Zusammenhang von Herz- und Hirnfunktion, sondern auch bei Erkrankungen dieser Organe. „Das könnte erklären, warum Menschen nach Schlaganfall oft gleichzeitig am Herzen erkranken, und warum – andersherum – Menschen mit Herzerkrankungen gleichzeitig in ihren kognitiven Fähigkeiten eingeschränkt sind, obwohl die dafür zuständigen Hirnareale gar nicht direkt betroffen sind“, erklärt Studienleiter Arno Villringer.

Foto: AdobeStock/Andrii Zastrozhnov

Hauptkategorie: Medizin
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