Sonntag, 3. April 2011

Physiologische vegetative Veränderungen durch verschiedene mentale und motorische Aufgaben

Unter diesem Titel veröffentlichte ich am 6. Oktober 2000 meine Diplomarbeit an der ETH Zürich (unter der Registriernummer AG-00-01-LE)

Hier möchte ich kurz den Abstract wiedergeben:

"Der Zweck der Studie war es zu untersuchen, wie sich Atmung, Herzfrequenz, Muskelaktivität und Hautleitfähigkeit in verschiedenen Testanordnungen verhalten. Dabei war von Interesse, ob mentale und motorische Belastungen einen Einfluss auf diese physiologischen Parameter haben. Es galt, die Hypothese zu bestätigen, dass der Anteil Motorik eines Tests in Korrelation zu einer Zunahme des Inspirationsvolumens steht. 
Zu diesem Zweck haben 26 Probanden je 5 Tests absolviert, die unterschiedliche motorische, respektive kognitive Fähigkeiten erforderten. Die Testreihenfolge wurde randomisiert und ausbalanciert. Vor die einzelnen Tests, die je 5 Minuten dauerten, wurden Pausen von je 3 Minuten gelegt, während denen die Probanden klassische Musik hörten. Damit sollte eine Ruheatmung (Baseline) erreicht und eine Beeinflussung der Tests untereinander vermieden werden. Unmittelbar nach jedem Test wurden die Probanden gebeten, den gemachten Test bezüglich Interesse, Stress, Schwierigkeit, Anstrengung und persönlichem Engagement mit einem Fragebogen zu beurteilen.
Es wurden bei der Auswertung folgende Parameter untersucht:
  1. Atmung:
    1. Inspirationszeit Ti
    2. Inspirationsvolumen Vi
    3. Drive (Vi/Ti)
    4. Totale Atmungszeit Ttot (Ti + Te)
  2. Herzfrequenz (Puls)
  3. Muskelaktivität (Stirnmuskel, Trapezmuskel re, Trapezmuskel li)
Während den fünf verschiedenen Tests unterschieden sich sowohl Atmung als auch Herzfrequenz signifikant voneinander. Während den Pausen konnten weder bezüglich Atmung noch bezüglich Herzfrequenz signifikant unterschiedliche Werte nachgewiesen werden. Höchst signifikant waren die Unterschiede bei allen gemessenen Parametern zwischen Test- und Pausenphasen.
Die Auswertung hat gezeigt, dass die der Anteil Motorik eines Tests sehr gut mit der Atemantwort des Inspirationsvolumens und des Drive korreliert (R = 0.187, p = 0.041, resp. R = 0.299, p = 0.012). Die eingangs gestellte Hypothese konnte auf Signifikanzniveau bestätigt werden: Es wurde ein höchst signifikanter Zusammenhang zwischen der gemessenen Muskelaktivität und dem Inspirationsvolumen gefunden (R = 0.356, p = 0.000). Es konnte hingegen keine signifikante Abhängigkeit der Atemantwort von der Aufmerksamkeit gefunden werden.
Ein signifikanter Zusammenhang wurde zwischen der subjektiven Einschätzung „Stress“ und dem Inspirationsvolumen sowie dem Drive gefunden (R = 0.183, p = 0.046 resp. R = 0.215, p = 0.018). Auch die subjektive Einschätzung der „Anstrengung“ korrelierte signifikant mit der Inspirationszeit und dem Drive (R = 0.218, p = 0.017 resp. R = 0.233, p = 0.011).
Der Puls korrelierte weder mit der Motorik noch mit der Aufmerksamkeit signifikant. Die vorliegende Arbeit schlägt deshalb vor, für zukünftige Untersuchungen in diesem Gebiet das Hauptaugenmerk auf die Erfassung der Atemparameter zu legen, da diese sensibler reagieren."

Was ich erst heute - rund 10 Jahre später! - realisiere: Schon damals wurde von mir ein signifikanter Zusammenhang zwischen mentalen Prozessen (nämlich der subjektiven Einschätzung von Stress) sowie körperlichen Reaktionen gefunden. Was als "stressig" oder "anstrengend" empfunden wurde, zeigte sich auch körperlich in einer Stress-Reaktion. Damals konzentrierte sich meine Aufmerksamkeit in erster Linie auf die motorische Komponente und die physiologische Antwort. Dass die Atmung differenzierter auf die verschiedenen kognitiven Aufgaben (und den damit verbundenen motorischen Aktivitäten) korrelierte, war insofern nicht unbedingt zu erwarten, weil in bisherigen Untersuchungen in dieser Art das Hauptaugenmerk auf die Erfassung und Reaktionsbeobachtung der Herzaktivität gerichtet wurde. 

Das Thema hat 10 Jahre geruht - vielleicht greife ich es wieder auf...Ich bin gespannt!

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