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Atemf- und Herzfrequenz als Indicatoren einer Anpassung der Versuchspersonen an die Taktfolge bei einfachen Zielbewegungen

Heart rate and respiratory rate as indicators of subject's adaptation to the stimulus sequence in tasks with simple goal-directed movements

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Abstract

The dynamic changes of heart rate and respiratory rate were investigated in relation to the regular stimulus sequence in tasks with simple goal-directed movements. Programs with regular interstimulus intervals (ISI) of 3, 5, 8 or 12 sec were presented.

An adaptation of the respiration cycle and the heart rate to the stimulus sequence occured in such a way, that consecutive stimuli fell into a certain phase of the respiration cycle, and the heart rate decreased before the stimulus onset, increased again after it and reached maximal values in the ISI.

These signs of adaptation were related to shortening of reaction times and a decrease of their variability, i.e. with improved performance of the task.

The changes of the respiratory and heart rate differed in dependence of the ISI. The adaptation of the respiration cycle was pointed out maximally in tasks with ISIs of 3 sec. The heart rate was adapted most markedly in tasks with ISIs of 5 and 8 sec.

The causes of these phenomena are discussed in relation to changes of the stage of vigilance.

Zusammenfassung

Die Dynamik der Momentanherzfrequenz und der Atemfrequenz wurde im Zusammenhang mit der cyclischen Reizfolge bei einfachen Zielbewegungen untersucht. Es wurden cyclische Programme mit Interstimulusintervallen von 3, 5, 8 und 12 sec gewählt. Dabei zeigte sich eine Anpassung der Atmung und der Momentanherzfrequenz an die Reizfolge. Aufeinanderfolgende Reize fielen gehäuft in eine bestimmte Phase des Atemzuges. Die Momentanherzfrequenz sank vor dem Reiz ab, stieg danach wieder an und erreichte im Interstimulusintervall ihr Maximum. Diese Anpassungserscheinungen gingen einher mit einer Verkürzung der Reaktionszeiten und Verminderung ihrer Variabilität, also einer Verbesserung der Leistung im Sinne der Aufgabenstellung. Das Verhalten der Atemfrequenz und der Momentanherzfrequenz war in den verschiedenen Interstimulusintervallen nicht gleichsinnig. Die besten Anpassungserscheinungen der Atmung traten bei 3 sec-Intervallen, die der Momentanherzfrequenz bei 5- und 8 sec-Intervallen auf.

Die Ursachen dieser Mechanismen werden im Zusammenhang mit Schwankungen des Aktivitätszustandes diskutiert.

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Scheuch, K., Münzberger, E., Schreinicke, G. et al. Atemf- und Herzfrequenz als Indicatoren einer Anpassung der Versuchspersonen an die Taktfolge bei einfachen Zielbewegungen. Europ. J. Appl. Physiol. 33, 41–55 (1974). https://doi.org/10.1007/BF00423183

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Key words

  • Respiratory Rate
  • Heart Rate
  • Motor Skills
  • Vigilance

Schlüsselwörter

  • Atemfrequenz
  • Herzfrequenz
  • Motorik
  • Aktivitätszustand