Die Rolle der Atemwahrnehmung in der Atemkontrolle

In einigen Fällen ist es für Kriegssoldaten möglicherweise nicht machbar, inspiratorische Widerstandslasten (z. B. OBOGs, SCUBA) zu reduzieren, doch ist es wesentlich zu verstehen, wie die Atemwahrnehmung durch Widerstand beeinflusst wird. Die auditive Rückmeldung der Ventilation beeinflusst das Atembewusstsein erheblich, und wenn die Atemarbeit zunimmt, verstärkt sich diese Wahrnehmung aufgrund des verstärkten auditiven Inputs. Dieses erhöhte Bewusstsein kann die kognitive Verarbeitung ablenken und belasten. Aktuelle Studien zeigen, dass auditive Ablenkungen, wie Musik während des Trainings, Dyspnoe und respiratorische sowie allgemeine Beschwerden bei gesunden Personen und solchen mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung verringern können. Dieser Effekt könnte auf reduzierte auditive Rückmeldung oder verbesserte emotionale Zustände zurückzuführen sein, die mit Musik verbunden sind. Jedoch besteht eine wesentliche Wissenslücke: Es ist unklar, ob die Reduzierung der auditiven Rückmeldung der Ventilation bei erhöhtem inspiratorischem Widerstand die Atemwahrnehmung und kognitive Funktion beeinflusst. Die Studie wird die Auswirkungen verschiedener auditiver Rückmeldungen der Ventilationsbedingungen (normal, eliminiert durch Geräuschablenkung und verstärkt) auf die kognitive Funktion unter hohem inspiratorischem Widerstand bewerten. Es wird hypothetisiert, dass die Reduzierung der auditiven Rückmeldung der Ventilation die Atemarbeit nicht verändern, aber die Atemwahrnehmung verringern und die kognitive Leistung im Vergleich zu standardmäßiger oder verstärkter Rückmeldung verbessern wird.

Die Teilnehmer werden zwei Studienbesuche absolvieren: einen Screening-/Einführungsbesuch (Studientag 0) gefolgt von einem experimentellen Besuch (Studientag 1). Den Teilnehmern wird angewiesen, Koffein, Alkohol, stimulierende Medikamente, Schmerz-/entzündungshemmende Medikamente, Cannabis und cannabisbezogene Produkte sowie intensive körperliche Betätigung mindestens 24 Stunden vor den experimentellen Besuchen zu vermeiden. Am Studientag 0 werden die Teilnehmer eine kurze Einführungsatmungsaufgabe absolvieren, bei der sie 10 Minuten lang durch ein 8-10 mm großes Loch am Ende eines maßgeschneiderten Geräts atmen, wodurch ein vorbestimmter inspiratorischer Widerstand von 6-9,5 Zentimetern Wasser pro Liter pro Sekunde (cmH2O/L/s) erzeugt wird. Während der Atmungsaufgabe werden zerebrovaskuläre, kardiovaskuläre und autonome Aktivitätsreaktionen gemessen. Alle 5 Minuten während des Atemtests werden die Teilnehmer gebeten, die Atemintensität und Unangenehmheit zu bewerten und eine inspiratorische Kapazitätsmanöver durchzuführen. Kognitive Bewertungen werden alle 10 Minuten durchgeführt. Nach der Atmungsaufgabe werden die Teilnehmer Lungen- und Atemmuskelfunktionstests absolvieren.

Vor Studientag 1 (dem experimentellen Besuch) werden die Teilnehmer randomisiert der Reihenfolge zugeordnet, in der sie den Interventionsbedingungen ausgesetzt werden (Umgebung/normale auditive Rückmeldung, verstärkte auditive Rückmeldung oder entfernte auditive Rückmeldung mit Ersatz durch eine selbstgewählte Musikplaylist). Bei Ankunft wird ein Ösophagusballon platziert, um den Druck um Herz und Lunge zu messen. Die Teilnehmer werden dann drei vollständige Atmungsaufgaben absolvieren, bei denen sie 60 Minuten lang gegen eine vorbestimmte Widerstandslast einatmen, mit auditiven Bedingungen in der randomisierten Reihenfolge. Die biometrische Überwachung, kognitive Aufgaben und Teilnehmerbewertungen während der Atmungsaufgaben werden mit derselben Häufigkeit wie am Studientag 0 durchgeführt. Eine 1-stündige Ruhepause wird zwischen den Atmungsaufgaben eingehalten.