Die Atemphase ist an schnelle Stimuluspräsentationen gekoppelt: Auswirkungen auf die Interpretation von posterioren midline „Deaktivierungen“.

Das posterior midline Gebiet (PMR), das als Kern des Default Mode Networks gilt, ist während einer erfolgreichen Leistung in verschiedenen kognitiven Aufgaben deaktiviert. Das Ausmaß der PMR-Deaktivierungen korreliert mit den Anforderungen der Aufgabe und steht im Zusammenhang mit erfolgreicher Leistung in verschiedenen kognitiven Bereichen. Im Bereich des episodischen Gedächtnisses haben funktionelle MRI (fMRI)-Studien gezeigt, dass PMR-Deaktivierungen zuverlässig das Lernen (erfolgreiche Kodierung) vorhersagen. Es ist jedoch unklar, was diese Beziehung erklärt. Eine faszinierende Möglichkeit ist, dass PMR-Deaktivierungen teilweise durch respiratorische Artefakte vermittelt werden. Es gibt Hinweise darauf, dass das fMRI-Signal im PMR besonders anfällig für respiratorische Artefakte ist, aufgrund der großen umgebenden Blutgefäße. Da gezeigt wurde, dass respiratorische Schwankungen Änderungen der Aufmerksamkeit verfolgen, ist es entscheidend für die allgemeine Interpretation von fMRI-Ergebnissen, die Beziehung zwischen respiratorischen Schwankungen, kognitiver Leistung und fMRI-Signal zu klären. Hier haben wir dieses Problem untersucht, indem wir die Atmung während der Wortkodierung gemessen haben, zusammen mit einer Atemanhaltebedingung während des fMRI-Scannens. Die stimulusgesperrten Atemanalysen zeigten, dass respiratorische Schwankungen die erfolgreiche Kodierung über einen Mechanismus der respiratorischen Phasenverriegelung vorhersagten. Gleichzeitig zeigten die fMRI-Analysen, dass die mit Lernen verbundenen PMR-Deaktivierungen während des Atemanhaltens reduziert waren und mit individuellen Unterschieden im Effekt der respiratorischen Phasenverriegelung während normaler Atmung korrelierten. Ein links frontales Gebiet – das als Kontrollgebiet verwendet wurde – zeigte diese Effekte nicht. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Atmung ein kritischer Faktor zur Erklärung des Zusammenhangs zwischen PMR-Deaktivierung und erfolgreicher kognitiver Leistung ist. Weitere Forschung ist erforderlich, um nachzuweisen, ob unsere Ergebnisse auf die Kodierung des episodischen Gedächtnisses beschränkt sind oder auch auf andere kognitive Bereiche zutreffen.