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Mutter-Kind-Beziehung: Herzen schlagen synchron

Die Herzen von Schwangeren und ihren ungeborenen Kindern schlagen zeitweise synchron. Dieses Verhalten wird maßgeblich vom Atemrhythmus der Mutter beeinflusst. Zu diesem Schluss kommt ein internationales Forscherteam im Fachmagazin "Proceedings of the National Academy of Sciences" PNAS. Das mathematische Verfahren zum Auffinden solcher so genannter Synchronisationsepochen könnte etwa dazu eingesetzt werden, Komplikationen während der Schwangerschaft frühzeitig zu erkennen. Das Verfahren eigne sich aber auch zur Analyse weiterer komplexer Muster, wie etwa im globalen Klimasystem.

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"Das häufiger beschriebene Gefühl einer Mutter für den Zustand ihres ungeborenen Kinds könnte zum Teil auf der Synchronisation des Herzschlags beruhen", so Studien-Co-Autor Jürgen Kurths vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). Gemeinsam mit Peter van Leeuwen und Dietrich Grönemeyer vom Lehrstuhl für Radiologie und Mikrotherapie der Universität Witten/Herdecke hat Kurths einen Algorithmus entwickelt, um das synchrone Verhalten in den Messdaten identifizieren zu können. "Wir haben damit einen mathematischen Ansatz gefunden, mit dem man die bislang wenig erforschte Wechselwirkung zwischen teils eng verbundenen, teils aber unabhängigen physiologischen Systemen untersuchen kann", erklärt der theoretische Physiker. Erste Hinweise auf eine solche Synchronisation habe man bereits vor zehn Jahren im menschlichen Organismus zwischen dem Herzen und der Atmung gefunden.

"Der besondere Clou an der Geschichte ist, dass solche Synchronisationsepochen des Herzschlags von Mutter und Ungeborenem deutlich häufiger feststellbar sind, wenn die Mutter einen schnelleren Atemrhythmus hat", so Kurths. Das synchrone Verhalten bestehe in vielen Fällen nicht in einem gleichen Herzrhythmus, sondern einem festen Verhältnis der Herzfrequenz des Kindes zur Herzfrequenz der Mutter von beispielsweise vier zu drei oder drei zu zwei. "Damit konnten wir zeigen, dass sich die Herz-Kreislaufysteme von Mutter und Kind gegenseitig beeinflussen." Für die Untersuchung wurden sechs in der 34. bis 40. Woche Schwangere mit einem Magnetokardiographen untersucht. "Dieses spannende Ergebnis zeigt die Bedeutung von interdisziplinären Teams in der Medizin", meint Grönemeyer, der seit Jahren die fachübergreifende Zusammenarbeit von Ärzten, Ingenieuren, Mathematikern sowie Natur- und Geisteswissenschaftlern in seinem Lehrstuhl praktiziert. Das Verfahren könnte Aufschluss über die vorgeburtliche Entwicklung des Herz-Kreislauf- und möglicherweise auch des Nervensystems des Ungeborenen geben und damit Hinweise auf etwaige Erkrankungen geben.

"Die Anwendungsbereiche für diese Analyse sind vielfältig", betont Kurths. So könne man etwa nach diesem Ansatz Teleconnections im Klimasystem untersuchen. Dabei handelt es sich um schwache, aber räumlich und zeitlich weit reichende Wechselwirkungen wie sie zum Beispiel zwischen dem Klimaphänomen El Niño im östlichen Pazifik und dem Monsun in Indien auftreten. "Die Suche nach Synchronisation zwischen diesen Phänomenen liefert Aufschluss über die Art ihrer Kopplung", so der Forscher, der davon überzeugt ist, dass es sehr viel mehr Beispiele für Synchronisation gebe. "Synchronisation kann überall auftreten, wo zwei komplexe Systeme miteinander verbunden sind", sagt Kurths. Das Phänomen könne als "Gefühl" eines dynamischen Systems für die Anwesenheit eines anderen beschrieben werden. Synchronisation bestimme, wie die Systeme aufeinander und auf äußere Einflüsse reagieren. "Ein weiteres Anwendungsfeld ist zum Beispiel der Biodiversitätsverlust durch Landnutzung", sagt Kurths. Möglicherweise könne man mit der Analyse-Methode auch aufzeigen, warum oder ab wann die Fragmentierung natürlicher Lebensräume etwa durch Straßen oder Plantagen sich so negativ auf den Artenreichtum eines Ökosystems auswirkt. 

Autor: Wolfgang Weitlaner; pressetext.de; Stand: 15.07.2009

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