Projektbeschreibung
Die Dynamik des Atmens erklären
Wie beeinflusst das Bewusstsein die Atmung? Welche neuronalen Mechanismen liegen der bewussten Atemkontrolle zugrunde? Kann die Dynamik der Atmung auf bewusste Wahrnehmung hinweisen? Atmen ist einer der wichtigsten physiologischen Mechanismen, der einfach erscheinen mag, da er meist unbewusst abläuft. Dennoch liegt die damit im Zusammenhang stehende Dynamik immer noch im Dunklen und es ist Grundlagenforschung erforderlich. Das EU-finanzierte Projekt ConscBreathDynamics schlägt eine Quer- und Längsschnittstudie über die Art und Weise vor, wie das Bewusstsein Atmungsmuster beeinflusst. Die Forschung setzt auf den Einsatz einer Kombination aus grundlegenden und klinischen Neurowissenschaften, Elektrophysiologie, Neurobildgebung und computergestützten Instrumenten und wird sich auf die Atmung bei verschiedenen Arten von Bewusstseinsstörungen konzentrieren, um die elementare Atemdynamik zu erklären.
Ziel
Breathing is perhaps the most vital physiological function, and it is occurring mainly unconsciously. Yet, despite the deceptive simplicity of breathing, it is an intricate behaviour influence by conscious top-down control and vigilance state. How consciousness shape breathing? What are the neural mechanisms underlying conscious control of breathing? Can breathing dynamics indicate on conscious awareness? We aim to address these questions by employing basic and clinical neuroscience approaches in combination with electrophysiology, neuroimaging and advanced computational tools. Disorders of consciousness (DOC) including vegetative state (VS)/unresponsive wakefulness syndrome (UWS) and minimally conscious state (MCS) offer a unique model to investigate the relationship between consciousness and breathing, by providing a rare opportunity for cross-sectional and longitudinal tracking of breathing dynamics during recovery of consciousness. In the proposed research, we first aim to characterize the interaction between breathing and consciousness state. To do this we will record continues respiration during 24-hour from healthy individuals and DOC patients. Next, we intend to elucidate the neural mechanism underlying conscious regulation of breathing, by recording electroencephalogram (EEG) and functional resonance magnetic imaging (fMRI) activity during a multimodal (olfaction, audition and vision) paradigm designed to consciously and unconsciously trigger respiratory change. Last, we plan to investigate whether breathing dynamics can be used as a diagnostic and potentially prognostic tool to detect awareness in DOC patients, by developing an automated respiratory-based classifier differentiating between UWS and MCS patients. The significance of this study is two-fold; addressing fundamental questions in breathing regulation, and utilizing the interplay between basic physiological function and consciousness to better human condition.
Wissenschaftliches Gebiet
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordinator
75013 Paris
Frankreich