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Effects of Combined Thoracic and Diaphragmatic Breathing on Cognitive and Psycho-Physiological Functions

27. Mai 2026 aktualisiert von: National Taiwan University Clinical Trial Center

The Effects of Combined Thoracic Expansion Exercises and Slow Diaphragmatic Breathing on Cognitive Function, Brain Activation, Psychological Status, and Head-Shoulder Posture in Healthy Adults

This study aims to investigate the effects of a combined thoracic expansion exercise (TEE) and slow diaphragmatic breathing (SDB) program on cognitive function, brain activation, psychological status, and head-shoulder posture in healthy young adults.

Studienübersicht

Status

Noch keine Rekrutierung

Bedingungen

Intervention / Behandlung

Studientyp

Interventionell

Einschreibung (Geschätzt)

60

Phase

  • Unzutreffend

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienkontakt

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Studienberechtigtes Alter

  • Erwachsene

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Ja

Beschreibung

Inclusion Criteria:

  1. age between 18 to 30 years with at least a high school education to ensure baseline cognitive task comprehension
  2. the ability to adhere to verbal instructions
  3. no regular participation in formal breathing exercise or mindfulness training within the past six months.

Exclusion Criteria:

  1. a history of musculoskeletal, cardiovascular, or cerebrovascular diseases which may interfere this study
  2. history of respiratory disease or recent respiratory infection
  3. diabetes mellitus with neuropathy, peripheral neuropathy, or other neurological disorders
  4. major surgery within the past six months
  5. Current or past major psychiatric disorders or cognitive impairment
  6. use of medications significantly affecting cerebral hemodynamics or autonomic function (e.g., beta-blockers, vasodilators) within the past 2 weeks
  7. use of psychotropic medications or substances known to alter cerebral blood flow, neural activation, or autonomic regulation (e.g., antidepressants, antipsychotics, anxiolytics, stimulants, or sedative-hypnotics).

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

  • Hauptzweck: Behandlung
  • Zuteilung: Zufällig
  • Interventionsmodell: Parallele Zuordnung
  • Maskierung: Single

Waffen und Interventionen

Teilnehmergruppe / Arm
Intervention / Behandlung
Experimental: rhythmic breathing exercise group
The rhythmic breathing exercise group will perform 10 minutes of thoracic expansion exercises followed by 15 minutes of progressive diaphragmatic breathing (4-s inhalation/6-s exhalation) to facilitate parasympathetic dominance.
Sonstiges: thoracic expansion exercises and slow diaphragmatic breathing
4-week supervised training program, consisting of three 30-minute sessions per week. Thoracic expansion exercises consists of chest wall stretching and mobility drills. Followed by 15 minutes of progressive slow diaphragmatic breathing (4-s inhalation/6-s exhalation).
Schein-Komparator: natural breathing exercise group
The natural breathing exercise group performed sham thoracic expansion exercises and sham slow diaphragmatic breathing
Sonstiges: Sham Block
During sham TEE, participants perform comfortable thoracic movements without foam rollers or specific breathing coordination. During sham SDB, they maintain a spontaneous, natural respiratory rhythm in relaxed postures. Crucially, the sham protocol lacks the rhythmic pacing (4:6s), diaphragmatic depth cues, and resistance-based progression required to trigger the neuro-cognitive "respiratory-brain" axis.

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Change from baseline in Working Memory
Zeitfenster: Baseline, Week 5 (post-intervention)
Assessed by the 2-back task. The outcome is calculated as the change in accuracy (percentage of correct responses) and reaction time. Accuracy range from 0% to 100%. Higher accuracy and lower reaction time indicate better working memory capacity.
Baseline, Week 5 (post-intervention)
Change from baseline in Inhibitory Control
Zeitfenster: Baseline, Week 5 (post-intervention)
Measured by the Stop-signal task (SST). The outcome is the change in Stop-Signal Reaction Time (SSRT) in milliseconds. SSRT values typically range from 100 to 500 milliseconds, with lower scores (faster reaction time) indicating better inhibitory control.
Baseline, Week 5 (post-intervention)
Change from baseline in Mental Set Shifting
Zeitfenster: Baseline, Week 5 (post-intervention)
Assessed using the Wisconsin Card Sorting Test (WCST). The outcome include the number of categories achieved, perseverative errors and set-loss errors. Higher number of categories achieved, lower perseverative errors and set-loss errors indicate better cognitive flexibility and set-shifting ability.
Baseline, Week 5 (post-intervention)
Change from baseline in Short-Term Memory
Zeitfenster: Baseline, Week 5 (post-intervention)
Assessed using the Corsi Block-Tapping Task. The outcome is Corsi span score. The Corsi span is defined as the longest sequence accurately reproduced by participants. Scores range from 0 to 9 blocks, with higher scores indicating better short-term memory capacity.
Baseline, Week 5 (post-intervention)

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Change in Heart Rate Variability (HRV)
Zeitfenster: Baseline and Week 5 (post-intervention)
HRV will be assessed as a non-invasive marker of autonomic nervous system (ANS) flexibility and neurovisceral integration, reflecting the dynamic regulation of the prefrontal-vagal pathway. Higher HRV serves as a physiological indicator of superior executive function and emotional regulation, whereas lower values are linked to autonomic dysregulation and cognitive fatigue. Data will be captured using a validated Polar H10 chest strap and the Elite HRV application for precise R-R interval detection. Outcome measurement include time-domain indices (SDNN, RMSSD), frequency-domain measures (HF, LF, and LF/HF ratio), and non-linear metrics (SD1, SD2). Increased RMSSD and HF power will be interpreted as enhanced parasympathetic modulation, providing the physiological foundation for improved attentional control and neural efficiency.
Baseline and Week 5 (post-intervention)
Change in Posture Alignment
Zeitfenster: Baseline and Week 5 (post-intervention)
  1. Craniovertebral angle (CVA) Measured from a lateral-view in a relaxed standing position. Participants look forward and maintain a comfortable stance during image acquisition. The CVA is the angle between a line connecting the tragus of the ear to the C7 spinous process and a horizontal line passing through C7. A Smaller angle indicates more severe forward head posture.
  2. Acromion-to-table distance (ATD) While supine, the vertical distance between the posterior aspect of the acromion and the table surface is measured. A larger distance indicates increased rounded shoulder posture or thoracic kyphosis.
Baseline and Week 5 (post-intervention)
Change in Psychological status
Zeitfenster: Baseline and Week 5 (post-intervention)
The Traditional Chinese version of Depression Anxiety Stress Scales-21 (DASS-21) will be used to assess negative emotional states including depression, anxiety, and stress. DASS-21 contains 21 items, with 7 items assigned to each subscale. Participants rate their symptoms over the past week on a 4-point scale ranging from 0 ("did not apply to me at all") to 3 ("applied to me very much or most of the time") in each question. Subscale scores are obtained by summing the 7 items and multiply by two within each domain, with higher scores indicating greater severity of emotional distress.
Baseline and Week 5 (post-intervention)
Change in Brain Activation
Zeitfenster: Baseline and Week 5 (post-intervention)
Brain activation in the prefrontal cortex, primary motor cortex, supplementary motor area, and premotor cortex during tasks is assessed using functional near-infrared spectroscopy (fNIRS). The specific metric reported is the change in the concentration of oxygenated hemoglobin (HbO). Higher HbO values indicate increased regional cerebral blood flow and higher brain activation.
Baseline and Week 5 (post-intervention)

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Sponsor

National Taiwan University Clinical Trial Center

Ermittler

  • Hauptermittler: Yan Ci Liu, School and Graduate Institute of Physical Therapy, College of Medicine, National Taiwan University

Publikationen und hilfreiche Links

Die Bereitstellung dieser Publikationen erfolgt freiwillig durch die für die Eingabe von Informationen über die Studie verantwortliche Person. Diese können sich auf alles beziehen, was mit dem Studium zu tun hat.

Allgemeine Veröffentlichungen

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (Geschätzt)

25. Mai 2026

Primärer Abschluss (Geschätzt)

1. Februar 2027

Studienabschluss (Geschätzt)

1. Februar 2027

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

11. Mai 2026

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

27. Mai 2026

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

2. Juni 2026

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

2. Juni 2026

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

27. Mai 2026

Zuletzt verifiziert

1. Mai 2026

Mehr Informationen

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Schlüsselwörter

Andere Studien-ID-Nummern

  • 202603092RIN

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Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Nein

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