Новые исследования показывают, что наши модели дыхания и их последующее воздействие на мозг могут усилить или ослабить наши способности к формированию памяти , и эти результаты потенциально могут помочь в лечении расстройств головного мозга и проблем с психическим здоровьем. Исследование опубликовано в Nature Communications .
Естественное и спонтанное дыхание тела известно как дыхательная активность продолговатого мозга, в честь продолговатого мозга — центра управления дыханием головного мозга. Особое значение имеет небольшой кластер нейронов в так называемом пре-Бетцингеровском комплексе (PreBötC), который находится внутри продолговатого мозга.
«Дыхание — это фундаментальное действие в системе жизнеобеспечения млекопитающих», — говорит нейробиолог Нозому Накамура из Медицинского университета Хиого в Японии. «Хотя детали дыхательной функции при состояниях мозга остаются неясными, недавние исследования показывают, что дыхание может играть важную роль во время онлайн-состояний мозга».
В этом новом исследовании ученые вмешивались в PreBötC у генетически модифицированных мышей. Они обнаружили, что, когда они временно останавливали дыхание мышей, животные были менее способны формировать важные воспоминания во время тестов на распознавание объектов и формирование реакции страха.
Более того, паузы в дыхании, по-видимому, также влияли на активность гиппокампа головного мозга (ключ к долговременному и краткосрочному хранению памяти) во время воспоминаний. В дальнейших тестах принудительное нерегулярное дыхание улучшало память мышей, а замедление дыхания ухудшало память мышей.
Предыдущее исследование, проведенное той же командой, уже продемонстрировало, что переключение с выдоха на вдох в начале или в середине задания на запоминание — технически известное как переход от выдоха к вдоху (EI) или начало вдоха — замедляет людей и делает их более медленными.
За этим последовало исследование, в котором использовалось сканирование мозга, чтобы связать более низкую производительность памяти с деактивацией височно-теменного соединения или TPJ. TPJ выполняет множество различных задач, обрабатывая информацию внутри и снаружи тела и определяя соответствующие ответы.
Исследователи предполагают, что определенные паттерны дыхания, в том числе переход EI, сбрасывают обработку, которую выполняет TPJ, и что TPJ может быть вовлечен в колебания производительности памяти, наблюдаемые у мышей. Эти эффекты все еще необходимо воспроизвести на людях, что является одним из направлений будущих исследований.
Мы уже знаем о различных связях между дыханием и мозгом — например, о том, как дыхательные упражнения могут помочь нам успокоиться, — и команда, написавшая новую статью, предполагает, что преднамеренная корректировка наших моделей дыхания может помочь в других терапевтических целях.
«Определение детальной роли дыхания и молекулярных механизмов в мозге является предметом будущих исследований, чтобы понять влияние устойчивости к стрессу», — говорит Накамура. «Способ управления дыханием и применение дыхательных упражнений будет иметь решающее значение для лечения и терапии депрессии и нервно-психических расстройств».