Herzklang® in der Schwangerschaft:
Zur Verbesserung der emotionalen Bindung zwischen Mutter und Kind
Pränatale Bindung
Die Zeit
vor der Geburt gehört zu
den letzten Grenzbereichen der Entwicklungswissenschaft. Es gibt immer mehr
Hinweise darauf, dass
pränatale Erfahrungen einen anhaltenden Einfluss auf die
Gesundheit und die
Entwicklung über die gesamte Lebensspanne haben.
Die Mutter
ist von zentraler
Bedeutung für das fetale Umfeld. Ihr Zustand setzt
den Rahmen für den Zustand
und die Entwicklung des Fötus.
Die
Gefühle und Stimmungen der
Mutter sind mit Hormonen und Neurotransmittern verbunden, die
über den
Blutkreislauf und die Plazenta in das sich entwickelnde Gehirn des
Ungeborenen
gelangen. Eine längere Exposition gegenüber
Stresshormonen, einschließlich
Adrenalin und Cortisol, versetzt das heranwachsende Gehirn in die Lage,
lebenslang im Kampf- und Fluchtmodus zu reagieren - auch wenn dies
unangemessen
ist. Die mütterliche Betonung von Freude und Liebe hingegen
durchflutet das
heranwachsende Gehirn mit "Wohlfühl"-Endorphinen und
Neurohormonen
wie Oxytocin und fördert so ein lebenslanges Wohlbefinden.
Es wird
vermutet, dass pränataler
Stress ein Faktor ist, der Frühgeburten sowie
Frühgeburten mit niedrigem
Geburtsgewicht verursacht. Ein niedriges Geburtsgewicht ist ein
Risikofaktor
für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und eine hohe
Körpermasse. Kindheitserfahrungen
in emotional kalten Familien erhöhen die Wahrscheinlichkeit
einer schlechten
geistigen und körperlichen Gesundheit im späteren
Leben, und Missbrauch in der
Kindheit ist ein bekannter Risikofaktor für Depressionen,
posttraumatische
Belastungsstörungen, idiopathische chronische
Schmerzstörungen,
Drogenmissbrauch, unsoziales Verhalten sowie Fettleibigkeit, Diabetes
und
Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Ein chaotisches häusliches Umfeld
ist ein
Schlüsselfaktor für schlechtes selbstregulierendes
Verhalten, ein Gefühl der
Hilflosigkeit und psychische Belastung sowie für eine
erhöhte Körpermasse und
erhöhten Blutdruck.
Starkes
mütterliches Verhalten
führt zu Nachkommen, die neue Umgebungen stärker
erkunden und weniger emotional
reagieren und eine geringere und kontrolliertere
Glukokortikoid-Stressreaktion
in neuen Situationen zeigen; schlechte mütterliche Betreuung
führt zu
Nachkommen mit erhöhter emotionaler und
HPA-Reaktivität und weniger Erkundung
einer neuen Situation. Die Auswirkungen der prä- und
perinatalen mütterlichen
Fürsorge werden durch das spätere Verhalten der
weiblichen Nachkommen, wenn sie
Mütter werden, über Generationen hinweg
weitergegeben, und die Methylierung der
DNA von Schlüsselgenen scheint bei dieser epigenetischen
Übertragung eine Rolle
zu spielen.
Der Fötus ist jedoch alles andere als ein Träger Passagier in der schwangeren Mutter, sondern er hat die Schwangerschaft fest im Griff. Er ist es, der den endokrinen Erfolg der Schwangerschaft garantiert und alle möglichen Veränderungen in der mütterlichen Physiologie herbeiführt, um sie zu einem geeigneten Wirt zu machen. Es ist der Fötus, der im Alleingang das Homograft-Problem löst - keine Kleinigkeit, wenn man bedenkt, dass es biologisch durchaus möglich ist, dass eine Frau im Laufe ihrer reproduktiven Karriere mehr als ihr eigenes Körpergewicht an Babys zur Welt bringt, die alle immunologische Fremdlinge sind. Es ist der Fötus, der die Dauer der Schwangerschaft bestimmt. Es ist der Fötus, der entscheidet, wie er in der Schwangerschaft liegt und wie er sich in den Wehen präsentieren wird. Selbst in den Wehen ist der Fötus nicht völlig passiv - weder die Zahnpasta in der Tube noch der Korken in der Champagnerflasche, wie es die alten hydraulischen Theorien über die Mechanik der Wehen verlangen. Ein großer Teil des Verhaltens des Neugeborenen und des Säuglings kann jetzt in utero beobachtet werden, und folgerichtig rückt ein besseres Verständnis des Fötus und seiner Umgebung das Verhalten und die Probleme des Neugeborenen in eine bessere Perspektive. (A.W. Liley, "Der Fötus als Persönlichkeit", Australian and New Zealand Journal of Psychiatry (1972) Vol 6: 99)
Die
Forschung hat gezeigt, dass
sowohl die Physiologie als auch die elterliche Erziehung einen Einfluss
auf die
adaptive und maladaptive Entwicklung haben. Diese Wechselwirkung
lässt sich
häufig an der Herzfrequenz des Fötus ablesen, die
nach wie vor einer der
wichtigsten Deskriptoren der physiologischen Aktivität des
Fötus ist, der
systematisch untersucht werden kann.
Es wird
seit langem
theoretisiert, aber nicht empirisch getestet, dass biologische Rhythmen
die
Grundlage für soziale Rhythmen bilden.
Sowohl der
vagale Tonus des
Herzens als auch die Erziehungspraktiken werden mit der
Fähigkeit von
Kleinkindern in Verbindung gebracht, das Erleben von Emotionen zu
regulieren. Es wird
angenommen, dass der
vagale Herzton mäßig stabil ist, wobei die
individuellen Unterschiede vom
Säuglingsalter bis zur frühen Kindheit relativ
ähnlich bleiben. Auch
der Erziehungsstil der Eltern ist im
Säuglings- und Kleinkindalter relativ stabil. Allerdings ist
nur wenig über die
Faktoren bekannt, die Veränderungen und Stabilität im
Erziehungsstil
beeinflussen. Darüber hinaus wurden Faktoren, die mit
individuellen
Veränderungen des kardialen Vagustonus
zusammenhängen, bisher nicht untersucht.
Physiologisch
wurde eine
pränatale Interaktion zwischen Mutter und Fötus
postuliert, und verschiedene
Studien bestätigen eine Beziehung zwischen
mütterlichem und fetalem Zustand auf
der Grundlage der fetalen Herzfrequenz. Diese Studien zeigen
Veränderungen der
fetalen Herzfrequenz und Herzfrequenzvariabilität (HRV) in
Verbindung mit einem
veränderten mütterlichen arteriellen
Sauerstoffgehalt, mütterlicher Hypothermie
und mütterlicher Bewegung. Außerdem wurden
Zusammenhänge zwischen der
mütterlichen und der fetalen Herzfrequenz untersucht. Es wurde
eine positive
Korrelation zwischen diesen Raten über Zeiträume von
1 und 24 Stunden
festgestellt, und es wurde ein Entrainment des fetalen
Herzfrequenzrhythmus an
den mütterlichen Tagesrhythmus beobachtet. Die kurzfristige
Interaktion
zwischen fetaler und mütterlicher Herzfrequenz ist jedoch
schwer zu fassen.
Ein
kürzlich veröffentlichter
Artikel von Van Leeuwen et al. (Van
Leeuwen P, et al. (2009)
Influence of paced maternal breathing on fetal-maternal heart rate
coordination. Proc Natl Acad Sci USA 106:13661-13666)
deuten
darauf hin, dass das fetale Herzsystem die Fähigkeit besitzt,
seine
Aktivierungsrate als Reaktion auf externe - d. h. mütterliche
- Stimulation
anzupassen. Die besondere Aufmerksamkeit der schwangeren Mutter
für ihr
ungeborenes Kind könnte sich also auch in der
fetal-mütterlichen Interaktion
der Herzaktivität widerspiegeln.
Unter
Verwendung der
Mehrkanal-Magnetokardiographie zur gleichzeitigen Aufzeichnung der
Magnetfelder,
die während jedes mütterlichen und fetalen
Herzschlags in Rückenlage erzeugt
werden, leiten Van Leeuwen et al. Zeitreihen aufeinander folgender
Herzschlagintervalle ab und entdecken Epochen der Synchronisation, in
denen die
fetalen Herzschläge in denselben momentanen Phasen innerhalb
jedes aufeinander
folgenden mütterlichen Herzschlagzyklus auftreten - der erste
Beweis für eine
direkte Kopplung, die durch die mütterliche
Herzaktivität vermittelt wird.
Variabilität der Herzfrequenz
Nach den
klassischen Konzepten
der physiologischen Kontrolle regulieren sich gesunde Systeme selbst,
um die
Variabilität zu verringern und die physiologische Konstante
aufrechtzuerhalten.
Im Allgemeinen werden homöostatische Prozesse durch das
parasympathische
Nervensystem über den Vagusnerv reguliert. Im Gegensatz zu den
Vorhersagen der
Homöostase schwankt jedoch die Leistung einer Vielzahl von
Systemen, wie z. B.
der normale menschliche Herzschlag, auf komplexe Weise, selbst unter
Ruhebedingungen.
Während man
früher glaubte, dass
der rhythmische Herzschlag in Ruhe monoton und
regelmäßig ist, weiß man heute,
dass der Rhythmus eines gesunden Herzens unter Ruhebedingungen
tatsächlich
überraschend unregelmäßig ist. Die
Herzfrequenzvariabilität (HRV), die aus dem
Elektrokardiogramm (EKG) abgeleitet wird, ist ein Maß
für diese natürlich
vorkommenden, von Schlag zu Schlag auftretenden Veränderungen
der Herzfrequenz.
Die HRV wird durch das autonome
Nervensystem
(ANS) reguliert. Das autonome
Nervensystem hat zwei Zweige: den Sympathikus und den Parasympathikus.
Im
Allgemeinen fördert der parasympathische Zweig Funktionen, die
mit Wachstum und
Wiederherstellung verbunden sind. Im Gegensatz dazu fördert
der Sympathikus
eine erhöhte Energieabgabe, um Herausforderungen von
außen zu bewältigen. Wenn
es keine Anforderungen aus der Umwelt gibt, bedient das autonome
Nervensystem
die Bedürfnisse der inneren Organe, um Wachstum und
Wiederherstellung zu
fördern. Es ist auch bekannt, dass mentale und emotionale
Zustände das ANS
direkt beeinflussen.
So ist es
möglich, die vagale
Aktivität durch die Quantifizierung spezifischer rhythmischer
Veränderungen der
Herzfrequenz zu überwachen.
Fetale Herzfrequenz-Variabilität
Die
Veränderungen der fetalen
Herzfrequenz (FHR) und der fetalen Herzfrequenzvariabilität
(FHRV) sind nicht
gut verstanden, insbesondere da das fetale zentrale Nervensystem bei
der Geburt
noch nicht vollständig ausgebildet ist. Nichtsdestotrotz ist
die Interpretation
der fetalen Herzfrequenzüberwachung zu einer wichtigen
Beurteilung des fetalen
Wohlbefindens geworden.
Es wird allgemein
angenommen, dass die
Variabilität der fetalen Herzfrequenz mit der
Trächtigkeit zunimmt, was die
pränatale Entwicklung des autonomen Nervensystems
widerspiegelt. Die
Komplexität der fetalen Herzfrequenz nimmt jedoch
während der Schwangerschaft
nicht nur zu, sondern es treten auch immer häufiger
kurzzeitige Epochen mit
hoher Regelmäßigkeit auf.
Es ist auch bekannt, dass die
Anzahl der Herzfrequenzbeschleunigungen und -verlangsamungen pro
Stunde, die
ein Fötus erfährt, mit seiner Gesundheit
zusammenhängen kann und auch eine
Funktion des Schwangerschaftsalters ist.
Die zunehmende Komplexität der
fetalen HRV-Zeitserien in
verschiedenen Schwangerschaftsaltern.
Sonifikation
Ein
Kennzeichen physiologischer
Systeme ist ihre außerordentliche Komplexität. Die
nicht-stationären und
nicht-linearen Aspekte der von lebenden Organismen erzeugten Signale
widersetzen sich traditionellen mechanistischen Ansätzen, die
auf Homöostase
und konventionellen biostatistischen Methoden basieren. Die Erkenntnis,
dass
physiologische Zeitreihen "verborgene Informationen" enthalten, hat
ein wachsendes Interesse an der Anwendung neuer Konzepte und Techniken
auf ein
breites Spektrum biomedizinischer Probleme von der molekularen bis zur
organischen Systemebene geweckt. Ein solcher Ansatz zur Untersuchung
der
Interaktion zwischen teils unabhängigen, teils eng miteinander
verbundenen
physiologischen Systemen ist die Sonifikation.
Sonifikation ist definiert als die Verwendung von nicht-sprachlichen Audiodaten zur Vermittlung von Informationen. Genauer gesagt ist Sonifikation die Umwandlung von Datenbeziehungen in wahrgenommene Beziehungen in einem akustischen Signal zum Zwecke der Erleichterung der Kommunikation oder Interpretation. Die Sonifikation ist von Natur aus interdisziplinär und integriert Konzepte aus der menschlichen Wahrnehmung, der Akustik, dem Design, der Kunst und der Technik. Die Entwicklung effektiver auditiver Darstellungen von Daten erfordert daher eine interdisziplinäre Zusammenarbeit, bei der das kombinierte Wissen und die Bemühungen von Psychologen, Informatikern, Ingenieuren, Physikern, Komponisten und Musikern sowie das Fachwissen von Spezialisten in den jeweiligen Anwendungsbereichen zum Einsatz kommen
Die
auditive Wahrnehmung eignet
sich für die Darstellung von Daten in einer Vielzahl von
Situationen und
reagiert besonders empfindlich auf zeitliche Merkmale oder
Veränderungen von
Klängen im Laufe der Zeit. Das menschliche Gehör ist
sehr gut in der Lage,
zwischen periodischen und aperiodischen Ereignissen zu unterscheiden
und kleine
Änderungen in der Frequenz von kontinuierlichen Signalen zu
erkennen. Dies
weist auf einen deutlichen Vorteil auditiver gegenüber
visuellen Anzeigen hin.
Schnell wechselnde oder flüchtige Daten, die bei visuellen
Anzeigen
verschwimmen oder völlig übersehen werden,
können selbst bei einer primitiven,
aber gut gestalteten auditiven Anzeige leicht erkannt werden.
Daher ist
die Sonifikation
nützlich, um komplexe zeitliche Daten, mehrere auditive
Datensätze und Daten,
die in andere, eher statische Signale eingebettet sind, zu verstehen
oder zu
überwachen.
Sonifikation der mütterlichen und fetalen Herzfrequenz
In den Beispielen der
Herzfrequenz-Sonifikation
auf dieser Website wurde die momentane Herzfrequenz bei jedem neuen
Herzschlag
berechnet und mit einem Notenwert versehen, je nachdem, ob die Frequenz
steigt
oder fällt. Dementsprechend erzeugen höhere
Herzfrequenzen höhere Noten, niedrigere
Frequenzen niedrigere Noten. Diese Noten werden auch sofort bei jedem
neuen
Herzschlag ausgelöst, so dass die zeitlichen Aspekte der
Herzfrequenzvariabilität erhalten bleiben.
Längere oder kürzere Intervalle zwischen den
Herzschlägen führen zu
längeren bzw. kürzeren Noten. Außerdem
ändert sich die Tonhöhe nur, wenn sich
die Herzfrequenz ändert, so dass eine über zwei oder
mehr Schläge konstante
Herzfrequenz eine Note erzeugt, die so lange gehalten wird, bis sich
die
Herzfrequenz ändert.
Durch den
Import von virtuellen
Klang- oder Instrumentenbibliotheken können die Notenwerte
einzelnen
Instrumentenaufnahmen zugewiesen werden, die dann entsprechend der
Tonhöhe und
Dauer moduliert werden.
Von der fetalen und
mütterlichen Herzfrequenzvariabilität:
Anfang 2008
wurden erstmalig die fetalen
und mütterlichen Herzfrequenzen gleichzeitig in Echtzeit
aufgezeichnet, aber
die Daten wurden erst später in Musik umgewandelt. Der Grund
dafür war, dass
die zuvor entwickelte Technologie keine Echtzeitumwandlung in Musik
erlaubte.
Dadurch gingen einige der zeitlichen Beziehungen zwischen den
mütterlichen und fetalen Herzschlägen verloren.
Im
folgenden Beispiel wird der
mütterliche Herzschlag, etwa 70 bpm, als Cello und dann
zusätzlich als Klavier
vertont. Die Herzfrequenz des Fötus, etwa 140 bpm, wird als
Flöte
wiedergegeben. Um den Effekt und die Klarheit zu erhöhen,
werden die
Instrumente versetzt eingesetzt.
Nicht-Echtzeit-Sonifikation
der fetalen und mütterlichen HRV:
Ab 2010
wurde ein einzigartiges
Gerät entwickelt, das die nicht-invasive Erfassung der fetalen
und mütterlichen
Herzfrequenz und deren sofortige Sonifizierung (Umwandlung in Musik)
ermöglicht. Auf diese Weise bleibt das genaue zeitliche
Verhältnis der mütterlichen
und fetalen Herzschläge ungestört, wie es
aufgezeichnet wurde. Das, was wir
hören, wurde auf keine andere Weise manipuliert als wie oben
beschrieben. Nachfolgend
hören Sie eines der ersten
Ergebnisse, aufgenommen im 2011.
Echtzeit-Sonifikation der
fetalen und mütterlichen HRV:
