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Erschienen in: Somnologie 3/2023

Open Access 02.08.2023 | Elektroenzephalografie | Übersichten

Methodologische Empfehlungen zur Neurowissenschaft des luziden Träumens

verfasst von: Nico Adelhöfer

Erschienen in: Somnologie | Ausgabe 3/2023

Zusammenfassung

Das luzide Träumen ist ein einzigartiges Phänomen, bei dem sich eine Person während des Schlafs bewusst ist, dass sie träumt, und dadurch häufig ihre Handlungen während des Traums bewusst steuern kann. Dieser Artikel beleuchtet kritisch die methodischen Herausforderungen bei der Erforschung des luziden Träumens und bietet Strategien zu deren Bewältigung unter Berücksichtigung neuer theoretischer und empirischer Erkenntnisse. Methodische Strenge ist für den Fortschritt auf diesem Gebiet unerlässlich. Zu den Schlüsselbereichen, auf die man sich konzentrieren sollte, gehören standardisierte EEG-Vorverarbeitungen, die Berücksichtigung von nächtlichen Störfaktoren und die Untersuchung von nichtoszillatorischen Signalaspekten wie neuronalem Rauschen. Die Verwendung von Datenanalysen auf Quellenebene könnte neue neurophysiologische Marker für luzides Träumen aufdecken und so zu einem umfassenderen Verständnis des Phänomens führen. Der Artikel enthält auch Hinweise, wie sichergestellt werden kann, dass neu erhobene Daten über luzides Träumen für die vorgeschlagenen methodischen Verbesserungen geeignet sind. Obwohl der Ton dieses Artikels kritisch ist, hebt er das Potenzial hervor, das die Forschung zum luziden Träumen hat, wenn diese Herausforderungen richtig angegangen werden. Die Überwindung der hier beschriebenen Einschränkungen wird es den Forschenden ermöglichen, das breite Spektrum der Möglichkeiten, die das luzide Träumen bietet, voll auszuschöpfen – von der Erweiterung unseres Wissens über das Bewusstsein bis hin zu neuen therapeutischen Anwendungen. Indem wir unsere Methoden verfeinern und diese Probleme angehen, kann das Forschungsfeld des luziden Träumens weiter wachsen und sich entwickeln und schließlich sein volles Potenzial entfalten.
Hinweise
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Luzides Träumen ist ein vorübergehender, seltener und scheinbar harmloser Zustand, in dem sich eine schlafende Person bewusst ist, dass aktuell Wahrgenommenes nicht tatsächlich stattfindet. Sich bewusst zu machen, dass man träumt, kann in der Therapie hilfreich sein, z. B. zur Wiedererlangung von Erfahrungsfreiheit oder um Alpträume zu behandeln. Luzides Träumen kann auch empirische Daten für die Bewusstseinsforschung liefern, da es in einzigartiger Weise eine gezielte Handlungssteuerung in Gegenwart von intern erzeugten und dennoch realitätsnahen Reizen ermöglicht.
Inwieweit luzides Träumen in der alltäglichen Praxis anwendbar sein wird, ist angesichts der natürlichen Seltenheit dieses Zustands noch schwer zu sagen. Bislang gibt es keine zuverlässige Methode, um luzides Träumen mit hoher Sicherheit auszulösen, die bei allen Menschen funktioniert (die bisher erfolgreichsten Protokolle haben eine etwa 50 %ige Erfolgswahrscheinlichkeit [3, 15]). Folglich sind die Laborstudien, die erforderlich sind, um die hirnphysiologischen Grundlagen des luziden Träumens aufzudecken, durch geringe Stichprobengrößen gekennzeichnet. Aber um in diesem Bereich möglichst schnell Fortschritte zu machen, müssen wir besser darin werden, luzides Träumen auszulösen. Dafür ist die Anwendung von Methoden, die auf den Erkenntnissen der Gehirnforschung beruhen, von entscheidender Bedeutung. Das Verständnis der hirnmechanischen Prinzipien, die dem luziden Träumen zugrunde liegen, würde uns helfen, die Methoden zu verbessern, mit denen wir luzides Träumen in Experimenten hervorrufen. In diesem Überblicksartikel werde ich Strategien zur Überwindung früherer methodischer Mängel neurowissenschaftlicher Luzidtraumstudien aufzeigen und theoretische sowie empirische Erkenntnisse aus neueren Analysen einbeziehen. Ich schließe diesen Artikel mit praktischen Empfehlungen für die Erhebung neuer Daten über luzide Träume.

Forschungsstand über den Gehirnzustand beim luziden Träumen

Da die Augenmuskeln im REM-Schlaf im Gegensatz zum größten Teil des Körpers nicht gelähmt sind, werden die im Traum ausgeführten Augenbewegungen normalerweise auch im realen Körper ausgeführt. Daher kann durch ein vorher vereinbartes Augensignal (multiples Schauen nach links-rechts in schneller Abfolge) der luzide Traumzustand mitgeteilt und durch Elektrookulografie (EOG) gelesen werden [11]. Es überrascht nicht, dass diese objektive Methode zu einer Fülle von neurophysiologischen Studien zu Luzidtraum-Korrelaten führte (für Übersichten siehe [1, 16]). Während dieser Forschungswelle wurden in der Literatur mehrere Subtypen des luziden Träumens etabliert. Diese werden anhand der folgenden Dimensionen klassifiziert:
1.
Induktion (d. h., ob diese Träume spontan auftreten oder als Versuch, diese herbeizuführen),
 
2.
die Kontinuität des Bewusstseins (d. h., ob die Versuchspersonen ihr Zustandsbewusstsein während des Einschlafens beibehalten oder während des Schlafs wiedererlangen) und
 
3.
das Stadium des Schlafs (d. h. REM oder Non-REM).
 
Die meisten Forschungsarbeiten haben sich auf Träume im REM-Schlaf konzentriert. Dies hat vor allem pragmatische Gründe, da Berichte über Non-REM-Träume im Allgemeinen und besonders solche, die luzide Einsicht beinhalten, vergleichsweise schwer zu erlangen sind. Zumindest gibt es bis heute keine ausreichende Sammlung von EEG-Daten zu luziden Non-REM-Träumen, was wiederum belastbare statistische Aussagen unmöglich macht (siehe jedoch [14] für Fallberichte). Ein weiterer Grund, sich zunächst auf REM-Schlaf zu fokussieren, ist die vergleichsweise ausgeprägte, eher gedankenartige Phänomenologie von Non-REM-Träumen. Im Gegensatz zu REM-Episoden enthalten Berichte nach Non-REM-Wachzuständen nur selten vollständig immersive Erfahrungen in der Ich-Perspektive, die der Phänomenologie des Wachzustands ähneln. Non-REM-Luzidträume sind zweifellos ein faszinierendes Forschungsthema für sich; aus den oben genannten Gründen verspricht die Konzentration der neurowissenschaftlichen Luzidtraumforschung auf den REM-Schlaf zunächst noch einen höheren Ertrag. Es sollte erwähnt werden, dass Voss et al. [17] vorschlagen, dass luzides Träumen ein physiologischer Zustand ist, der sich in funktionellen Neurophysiologie-Markern sowohl vom Wachen als auch vom Schlafen unterscheidet. Die Autor*innen argumentieren aus diesem Grund, dass es sich beim luziden Träumen um einen „hybriden“ Zustand zwischen Schlaf und Wachsein handelt. Damit würde sich zwar die Unterscheidung zwischen REM- und Non-REM-Schlaf erübrigen, die per Definition nur für den Schlaf gilt; Baird et al. [2] haben jedoch gezeigt, dass das spezielle Muster der Hirnaktivität (insbesondere der Anstieg der 40-Hz-Aktivität an den Stirnseiten des Gehirns), von dem man annimmt, dass es auf diesen neuen „hybriden“ Zustand hinweist, in Wirklichkeit auf nicht hirnbezogene Störungen zurückzuführen sein könnte. Tatsächlich wurde diese frontalen 40-Hz-Schwingungen weniger ausgeprägt, je sorgfältiger die Auswirkungen winziger, schneller Augenbewegungen, sogenannter Mikrosakkaden, entfernt wurden. Ob sich in einer ausreichend großen Stichprobe noch Hinweise auf einen einzigartigen „hybriden“ Zustand jenseits von Wachsein und Schlaf finden lassen, wenn man diese mikroakkadischen Artefakte akribisch kontrolliert, bleibt also eine offene Frage.
Der bisherige Forschungsstand zu neuronalen Korrelaten des luziden Träumens ist also geprägt von nichtreproduzierten oder nichtreproduzierbaren Befunden; zu diesen gehört, dass luzides Träumen mit erhöhter Alpha-Band-Aktivität in zentralen Hirnregionen, erhöhter Beta-Band-Aktivität in parietalen Regionen oder verringerter Delta-Band-Leistung korreliert (für eine Übersicht siehe [1]). Die Ungenauigkeit und Heterogenität dieser Befunde und Interpretationen sind wahrscheinlich auf eine Vielzahl von methodischen Unzulänglichkeiten zurückzuführen, die wiederum in der Neuheit dieses empirischen Forschungsgebiets begründet sind. Auf diese Unzulänglichkeiten werde ich im Folgenden eingehen.

Überwindung methodischer Mängel früherer korrelativer Studien

Ich werde mich bei meinen Überlegungen auf die Elektroenzephalographie (EEG) konzentrieren. EEG eignet sich hervorragend für die Untersuchung der Hirnaktivität während des Schlafs, da sie den Schläfer kaum stört, Aktivitätsveränderungen im Millisekundenbereich aufzeichnen kann und bei ausreichender Ausstattung (insbesondere Anzahl von Elektroden) ziemlich genau feststellen kann, wo im Gehirn diese Veränderungen stattfinden. Zudem ist es äußerst schwer, z. B. im Magnetresonanztomographen (MRT) zu schlafen und luzide zu träumen.

Standardisierung der EEG-Vorverarbeitung

Ein Großteil der oben genannten Unstimmigkeiten könnte auf die unterschiedliche Art der anfänglichen Verarbeitung der EEG-Daten zurückzuführen sein. Während dies ein Problem in der EEG-Forschung im Allgemeinen ist, leidet die Schlaf-EEG-Forschung im Besonderen unter diesem Problem. Dies liegt daran, dass solche Messungen noch mehr Artefakte enthalten, die gereinigt werden müssen, wie z. B. unwillkürliche Muskelartefakte aufgrund von Erregungszuständen, sakkadische Augenbewegungen, Signaldrifts aufgrund langer Messungen, eine höhere Wahrscheinlichkeit von Schwitzen und wechselndem Druck auf die Elektroden. Um Interpretationsunterschiede zu vermeiden, die auf unterschiedliche Methoden zur Bereinigung von EEG-Daten zurückzuführen sind, sollten künftige Studien automatische Methoden verwenden, die sich bereits etabliert haben oder sich derzeit in Entwicklung befinden (wie zum Beispiel Dreamento [7] oder SleepTrip [18]). Diese Vorverarbeitungsalgorithmen sollten unter Verwendung nichtproprietärer Software als Open Source zur Verfügung gestellt werden, um ein Höchstmaß an Dokumentation zu gewährleisten. Darüber hinaus würden solche automatischen Pipelines auch die laborübergreifende Datenaggregation vereinfachen, um größere und robustere Stichprobengrößen zu erhalten. Hierbei ist es jedoch ein generelles Problem, dass bei Weitergabe von Rohdaten die Anonymität der Teilnehmer gefährdet ist, insbesondere in Anbetracht detaillierter Traumberichte und 3D-Bilder der Köpfe der Probanden (die für die Rekonstruktion der Tiefenhirnaktivität unerlässlich sind; siehe unten). Durch den Einsatz automatischer End-to-End-Pipelines für die aufgezeichneten Daten könnte dieses Problem jedoch größtenteils umgangen werden, da den Forschenden nur die statistisch relevanten Aggregatmaße zur Verfügung stehen. Die vielversprechendsten Aggregatmaße, die in Frage kommen, sind in der weiteren Auflistung dargestellt.

Zeitpunkt des Einsetzens der Traumluzidität

Die Erforschung der Neurophysiologie des luziden Träumens konzentrierte sich bisher vor allem auf den tonischen Zustand des Bewusstseins (vor allem auf neuronale Oszillationen zwischen Luziditäts-Augensignal und Erwachen). Fragen zu den neuronalen Korrelaten des Zeitpunkts der luziden Einsicht selbst haben dagegen weit weniger Aufmerksamkeit erhalten [1]. Dies lässt sich aus methodischer Sicht leicht erklären, da solche ereignisbezogenen Fragen ein genaues Timing erfordern. Allerdings können wir diese Informationen nicht ohne Weiteres erhalten, wenn jemand schläft. Selbst objektive Augensignale geben uns bestenfalls eine ungefähre Vorstellung davon, wann die Aktion der kontrollierten Augenbewegungen beschlossen wurde, aber nicht genau, wann die Person realisiert hat, dass sie träumt. Da wir bei einem Experiment nicht kontrollieren können, was in den Träumen passiert, neigen Träume dazu, sich von Mensch zu Mensch stark zu unterscheiden, selbst nach einem einzigen gemeinsamen Ereignis (wie in diesem Fall der luziden Erkenntnis). Diese Unterschiede in der Art und Weise, wie wir Träume erleben, gehen wahrscheinlich mit großen Unterschieden in unserer Gehirnaktivität einher, die alle gemeinsamen Merkmale während dieser Zeitspannen verbergen können. Nur weil wir unterschiedliche Ergebnisse auf der Grundlage von „konstanter“ Luzidität sehen, bedeutet das nicht unbedingt, dass es keinen Marker für die Gehirnaktivität für die Traumluzidität selbst gibt. Stattdessen könnte luzides Träumen besser durch ein gemeinsames Ausgangsereignis definiert werden als durch einen bestimmten Zeitraum. Algorithmische Fortschritte zur zeitlichen Zerlegung von EEG-Daten machen die zeitliche Markierung eines solchen latenten Anfangsereignisses potenziell machbar. Versuche, luzide Träume durch gezielte Online-Gehirnstimulation hervorzurufen, könnten von der Kenntnis eines solchen klar definierten neuronalen Ereignisses besonders profitieren.

Aspekte nichtoszillatorischer Signale

Die Konzentration auf schmale Oszillationsbänder (wie Delta, Alpha, Beta oder Gamma) vernachlässigt andere potenzielle neurophysiologische Marker für luzides Träumen. Neben Signalentropie [2] scheint der prominenteste Kandidat in dieser Hinsicht das neuronale Rauschen zu sein. Interessanterweise geht man davon aus, dass breitbandige Signalkomponenten (d. h. neuronales Rauschen) in der Wachkognition eine wichtige Plattform für die Bewältigung kognitiver Aufgaben darstellen [10]. Neuere Forschungen unterstreichen die Rolle der Modulation des neuronalen Rauschens bei der Unterstützung der kognitiven Kontrolle, die wahrscheinlich auch der luziden Einsicht zugrunde liegt [12]. Was die Kontrollfunktionen betrifft, so könnte insbesondere geträumte Verhaltensinhibition eine große Rolle spielen, da das Erkennen des Ursprungs der geträumten Umgebung wahrscheinlich kontrollierte Unterbrechungen der geträumten Handlungen erfordert, um die aktuellen Wahrnehmungen zu überprüfen. Ungeachtet dieser Überlegungen ist es denkbar, dass luzides Träumen dennoch durch Signalveränderungen in einzelnen Oszillationsbändern (also z. B. Delta, Alpha, Beta oder Gamma) gekennzeichnet ist, die jedoch durch die Breitbandaktivität (das neuronale Rauschen) verdeckt werden können. Insgesamt scheint die gleichzeitige Beachtung von einzelnen Oszillationsbändern sowie Breitbandeffekten in der Klartraumforschung überfällig zu sein. Etablierte Analyse-Toolboxen stehen dafür zur Verfügung (z. B. FOOOF-Python: [5]).

Der Einfluss der Nachtzeit auf Studienergebnisse

Wie oben beschrieben, gibt es noch keine zuverlässige experimentelle Methode, Luzidträume zu induzieren. Dementsprechend müssen Studien zur Gehirnaktivität dieses Phänomens Alternativerklärungen mit großer Sorgfalt ausschließen, zumeist erst im Stadium der Datenanalyse [1]. Eine solche potenzielle Alternativerklärung, die nur selten beachtet wird, ist, wie viel Schlafzeit schon bei einem jeweiligen Traum vergangen ist. Es ist oft nicht möglich, die Abfolge von luzidem und nichtluzidem REM-Schlaf innerhalb einer einzigen Nacht auszubalancieren. Dies liegt daran, dass in vielen Laborstudien zu luziden Träumen aus pragmatischen Gründen eine einzelne Nachtmessung pro Versuchsperson durchgeführt wird. Hohe Arbeits- und Laborkosten bieten den Forschenden einen Anreiz, die Messung nach einem erfolgreichen luziden Traumbericht abzubrechen, und solche Berichte tendieren zu einem Auftreten nach langer Schlafenszeit [9]. Ohne statistische Kontrollen kommt es so zu systematischen Verzerrungen in Bezug auf die Nachtzeit, die in Studien zum luziden Träumen offenbar nur selten berücksichtigt werden. Empirische Daten unterstreichen, wie wichtig es ist, diesen Faktor zu berücksichtigen. So nehmen beispielsweise viele der physiologischen Korrelate des luziden Träumens (einschließlich REM-Dichte, autonome Erregung und erhöhte kortikale Aktivierung) mit fortschreitender Schlafzeit zu, womöglich als Funktion der Aktivität des glymphatischen Systems [13]. Insbesondere die verringerte Aktivität der Deltawellen, die als potenzielles neuronales Korrelat für die Traumluzidität identifiziert wurde [2, 4], könnte den abnehmenden Schlafdruck im Laufe der Nacht widerspiegeln. In ähnlicher Weise identifizierten Baird et al. [2] eine höhere Signalkomplexität als potenzielle Signatur des luziden gegenüber dem nichtluziden REM-Schlaf. Dies könnte jedoch auch eine Folge der allgemein zunehmenden Clearance von Adenosin aus den Rezeptoren bei längerer Schlafdauer sein [13]. Aus diesen Gründen muss die Nachtzeit in künftigen Studien statistisch berücksichtigt werden.

Analyse neuronaler Daten an ihrer Quelle

In früheren Studien wurde häufig eine eher geringe Elektrodenabdeckung der Kopfhaut verwendet, die nicht geeignet ist, um räumlich selektive Effekte aufzudecken. Folglich haben sich EEG-Studien nur auf Analysen auf Sensorebene konzentriert, da eine robuste Quellenlokalisierung eine ausreichend große Anzahl von Sensoren erfordert. (Im Zusammenhang mit der Analyse von EEG-Daten bezeichnet „Sensorebene“ die Rohdaten, die direkt von den auf der Kopfhaut angebrachten Sensoren erfasst werden, während „Quellenebene“ die Daten bezeichnet, die verarbeitet wurden, um die neuronalen Quellen im Gehirn zu schätzen, die die beobachteten Signale auf der Sensorebene vermutlich erzeugt haben.) Dies stellt ein großes Manko in der Forschung zum luziden Träumen dar. Neben Ergebnissen, die illustrieren, wie luzides Träumen gehirnanatomisch verankert ist, hilft Quellenrekonstruktion (wie etwa das Beamforming) potenziell kleine, jedoch bedeutsame Effekte aufzudecken; dies liegt daran, dass Beamforming als räumlicher Filter dient, der das Signal-Rausch-Verhältnis bedeutend erhöhen kann [19]. Die gewonnenen Einsichten der Quellaktivität mittels EEG werden die bisherigen Befunde der Magnetresonanztomografie (MRT) bereichern. Vorläufige MRT-Daten deuten darauf hin, dass das luzide Träumen am ehesten als ein neuronales Netzwerkphänomen auf der Ebene der Quelle betrachtet werden kann [6, 8]. Genauer gesagt wurde in vereinzelten Studien gefunden, dass der Zustand des luziden Träumens mit einem erhöhten regionalen Blutfluss in den bilateralen anterioren präfrontalen Kortizes, den inferioren parietalen Läppchen und den mittleren temporalen Gyri einhergeht [1]. Diese MRT-Studien litten jedoch unter einer geringen Stichprobengröße, sodass ihre Ergebnisse noch einer unabhängigen Replikation bedürfen. Präzise Einsichten der zugrundeliegenden Netzwerkaktivität werden dem neuropsychologischen Verständnis dieses Zustands zugutekommen.

Schlaflabor-Checkliste für die Erhebung von Daten über luzide Träume

Wie oben angedeutet, benötigt die Forschung zu luziden Träumen dringend neue empirische Daten. Dies gilt insbesondere für kontrollierte Labordaten mit genügend EEG-Sensoren. Um solche gesammelten Daten für das Verständnis der Mechanismen hinter dem luziden Träumen nutzbar zu machen (was wiederum dazu beiträgt, diesen Zustand herbeizuführen und zuverlässig in klinischen Kontexten anzuwenden), wird diese Checkliste helfen.
  • Minimal: Polysomnographie; doppelte Validierung (Augensignalisierung und luzider Traumbericht; Luziditäts-Scoring durch unabhängige Rater ist wünschenswert!).
  • Zum Finden von ausreichend Luzidträumern für Studien: Engagieren Sie sich in Online-Gemeinschaften, um Enthusiasten zu rekrutieren, die eine höhere Wahrscheinlichkeit haben, Luzidität im Traum zu erreichen.
  • Für Quellenrekonstruktion: EEG mit vielen Sensoren (60 oder mehr) notwendig.
  • Zur Verbesserung der Genauigkeit der Quellenrekonstruktion: Bereitstellung einer strukturellen MRT-Aufnahme des Kopfs der Versuchsperson sowie 3D-Scan des Probandenkopfs mit der applizierten Elektrodenkappe (alternativ: 2D-Bilder aus allen Winkeln).
  • Zur Verbesserung der Signalqualität: Geben Sie im Traum eine bestimmte Aufgabe vor, aber achten Sie darauf, dass die Versuchspersonen ihre Augen nicht die ganze Zeit bewegen.
  • Bewahren Sie so viele nonluzide Wach- und Schlaf-EEG-Daten wie möglich für die Kontrastierung auf.
Fragebogenstudien zum luziden Träumen können helfen, korrelative Fragen mit einer robusteren Stichprobengröße zu beantworten. Hier muss sehr darauf geachtet werden, dass falsch-positive Ergebnisse vermieden werden. Laien neigen dazu, luzide Träume mit „lebhaften Träumen“ oder einfach mit der Erinnerung an Träume zu verwechseln, wenn sie nicht richtig instruiert werden.

Zusammenfassung und Ausblick

Abschließend ist es trotz des kritischen Tons dieses Artikels wichtig zu betonen, dass dem Forschungsgebiet des luziden Träumens spannende Zeiten bevorstehen, wenn es mit methodischer Sorgfalt angegangen wird. Auch wenn es in diesem Bereich Engpässe bei der Datenerfassung gibt, wird deren Überwindung den Weg für eine Fülle von Möglichkeiten ebnen, die das luzide Träumen verspricht. So wird es zu einem leistungsfähigen Instrument für die Prüfung von Bewusstseinstheorien, zur Unterstützung bei der Behandlung von Alpträumen und anderen psychischen Störungen und zur Förderung der persönlichen Freiheit.

Einhaltung ethischer Richtlinien

Interessenkonflikt

N. Adelhöfer gibt an, dass kein Interessenkonflikt besteht.
Für diesen Beitrag wurden vom Autor keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.
Open Access Dieser Artikel wird unter der Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz veröffentlicht, welche die Nutzung, Vervielfältigung, Bearbeitung, Verbreitung und Wiedergabe in jeglichem Medium und Format erlaubt, sofern Sie den/die ursprünglichen Autor(en) und die Quelle ordnungsgemäß nennen, einen Link zur Creative Commons Lizenz beifügen und angeben, ob Änderungen vorgenommen wurden.
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Literatur
9.
Zurück zum Zitat Haskell RE (1986) Cognition and dream research. Journal of mind and behavior, inc, New York, NY Haskell RE (1986) Cognition and dream research. Journal of mind and behavior, inc, New York, NY
16.
Metadaten
Titel
Methodologische Empfehlungen zur Neurowissenschaft des luziden Träumens
verfasst von
Nico Adelhöfer
Publikationsdatum
02.08.2023
Verlag
Springer Medizin
Erschienen in
Somnologie / Ausgabe 3/2023
Print ISSN: 1432-9123
Elektronische ISSN: 1439-054X
DOI
https://doi.org/10.1007/s11818-023-00416-5

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