Nasen- und Mundatmungsmodi rekonfigurieren die Dynamik von Hirnnetzwerken zwischen stabilisierender Integration und fördernder Fragmentierung

Warum unsere Art zu atmen wichtig ist

Die meisten von uns wechseln ohne Nachdenken zwischen Nasen- und Mundatmung. Doch diese einfache Wahl kann beeinflussen, wie verschiedene Regionen des Gehirns miteinander kommunizieren. Diese Studie nutzte Hirnscans und zeigt, dass nasale und orale Atmung das Gehirn in unterschiedliche Kommunikationsmuster versetzen und es zwischen einem eher einheitlichen und einem eher fragmentierten Aktivitätsmodus verschieben. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Nasenatmung eine stabilere, besser koordinierte Gehirnfunktion unterstützen könnte, während Mundatmung das Gehirn in einen zerstreuteren Zustand treiben kann.

Der Atem als Rhythmus für das Gehirn

Atmen bewirkt mehr, als Luft in die Lungen zu bewegen. Wenn wir durch die Nase atmen, strömt Luft über Riechrezeptoren, die zugleich als kleine Bewegungssensoren fungieren. Diese Sensoren senden rhythmische Signale an die Riechkolben und weiter an tiefere emotionale sowie kognitive Zentren. Mundatmung umgeht diese Route und stützt sich vor allem auf automatische Schaltkreise im Hirnstamm. Frühere Arbeiten derselben Gruppe zeigten bereits, dass diese beiden Atemmodi statisch beeinflussen, welche Hirnbereiche in Ruhe miteinander verbunden sind. Die neue Studie fragte hingegen, wie sich diese Verbindungen im Zeitverlauf verändern und ob nasale oder orale Atmung das Gehirn dazu bringt, sich häufiger in bestimmten Mustern einzufinden.

Einblick in wechselnde Gehirnzustände

Die Forschenden scannten die Gehirne von 20 gesunden Erwachsenen, während sie ruhig im MRT ruhten – einmal ausschließlich durch die Nase und einmal ausschließlich durch den Mund atmend. Sie konzentrierten sich auf ein Frequenzband, in dem Hirnsignale bekanntermaßen dem Atemrhythmus folgen. Statt die Verbindungen über die gesamte Messung zu mitteln, verwendeten sie ein mathematisches Werkzeug, ein Hidden-Markov-Modell, um wiederkehrende „Zustände“ der gehirnweiten Kommunikation zu erkennen. Dieser Ansatz erlaubte es, zu bestimmen, wie häufig jeder Zustand auftrat, wie lange er andauerte, wie schnell das Gehirn zwischen Zuständen sprang und wie wahrscheinlich ein Übergang von einem Zustand in einen anderen war.

Drei Muster der Gehirnkommunikation

Die Analyse zeigte drei wiederkehrende Hauptzustände. Ein Zustand wies schwache Verbindungen zwischen entfernten Netzwerken und eine starke Trennung zwischen ihnen auf – vergleichbar mit kleinen Inseln mit wenig Austausch. Ein zweiter Zustand war global integriert, mit starken Verbindungen innerhalb und zwischen Netzwerken, die an Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Emotion und Kontrolle beteiligt sind, sowie mit zentralen tiefen Strukturen. Ein dritter Zustand lag dazwischen: Einige Netzwerke, insbesondere solche für Vision und Bewegung, waren gut innerhalb ihrer Gruppe verbunden, während langreichweitige Verbindungen zwischen höheren kognitiven und emotionalen Systemen reduziert waren. Maße aus der Graphentheorie bestätigten, dass der integrierte Zustand am effizientesten war und am wenigsten in getrennte Module zerfiel, während die anderen beiden stärker segregiert waren.

Wie Nasen- und Mundatmung das Gleichgewicht kippen

Der Atemmodus veränderte stark, wie das Gehirn zwischen diesen Zuständen wechselte. Bei nasaler Atmung dominierte der integrierte Zustand: Er dauerte länger, und das Gehirn wechselte seltener zwischen Zuständen. Im Gegensatz dazu verbrachte das Gehirn bei oraler Atmung mehr Zeit im intermediären, teilweise fragmentierten Zustand und zeigte insgesamt schnellere Übergänge. Die Wahrscheinlichkeit, vom integrierten Zustand in einen stärker fragmentierten Zustand zu wechseln, war bei Mundatmung besonders erhöht. Diese Unterschiede legen nahe, dass nasal erzeugte Luftströme helfen, das Gehirn in einer stabilen, gesamthirnlichen Konfiguration zu halten – wahrscheinlich durch den rhythmischen Input von nasalen Sensoren an limbische und kortikale Bereiche –, während Mundatmung diesen stabilisierenden Input entfernt und das System eher in lokale Cluster aufbrechen lässt.

Was das für den Alltag bedeutet

Für Nicht-Spezialisten lautet die zentrale Botschaft, dass unsere Atemweise das Gehirn sanft zwischen einem stärker einheitlichen, kommunikativen Modus und einem stärker fragmentierten steuern kann. Nasale Atmung scheint ein stabiles, effizientes Muster zu begünstigen, das Netzwerke verknüpft, die für Gedächtnis, Aufmerksamkeit und Emotion wichtig sind, während Mundatmung die Kommunikationslandschaft des Gehirns zerklüfteter und unruhiger macht. Obwohl diese Studie Verhalten nicht direkt gemessen hat, bieten ihre Ergebnisse eine mögliche neurologische Grundlage für Berichte, dass Nasenatmung mentale Leistung unterstützt und chronische Mundatmung mit kognitiven Problemen einhergeht. Die Arbeit wirft die reizvolle Idee auf, dass einfache Gewohnheiten wie geschlossene Lippen und Nasenatmung beeinflussen könnten, wie gut unsere Hirnnetzwerke zusammenarbeiten.

Zitation: Mohammadi, S., Hossein-Zadeh, GA. & Raoufy, M.R. Nasal and oral breathing modes reconfigure brain network dynamics between stabilizing integration and promoting fragmentation. Sci Rep 16, 15917 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43617-2

Schlüsselwörter: nasale Atmung, Mundatmung, Hirnnetzwerke, Ruhezustands-fMRT, dynamische Konnektivität