Dýchání může měřitelně modulovat nervové reakce v mozku

Souhrn: Studie odhaluje možnou souvislost mezi dýcháním a změnami nervové aktivity na zvířecích modelech.

zdroj: Stát Pennsylvania

Praktici v oblasti duševního zdraví a meditační guruové již dlouho připisují záměrnému dýchání schopnost navodit vnitřní klid, ale vědci plně nechápou, jak je mozek zapojen do tohoto procesu.

Pomocí funkční magnetické rezonance (fMRI) a elektrofyziologie vědci z Penn State College of Engineering identifikovali možnou souvislost mezi dýcháním a změnami nervové aktivity u myší.

Jejich výsledky byly před zveřejněním zveřejněny online eLife. Výzkumníci použili současně multimodální techniky k odstranění zvuků typicky spojených se zobrazováním mozku a k lokalizaci dýchání, které reguluje nervovou aktivitu.

řekl Nanyin Zhang, zakládající ředitel Penn State Center for Neurotechnology in Mental Health Research a profesor biomedicínského inženýrství.

Výzkumníci zabývající se zobrazováním uvažovali o dýchání jako o neneurologické fyziologické akci, jako je srdeční tep nebo pohyb těla, ve fMRI. Náš článek podporuje myšlenku, že dýchání má nervovou složku: ovlivňuje signál fMRI modulací nervové aktivity.

Skenováním mozkových vln klidových hlodavců v narkóze pomocí fMRI vědci odhalili síť mozkových oblastí zapojených do dýchání.

„Dýchání je běžnou potřebou téměř všech živých zvířat,“ řekl Zhang. Víme, že dýchání je řízeno oblastí v mozkovém kmeni. Ale neměli jsme úplný obrázek o tom, jak byly dýcháním ovlivněny jiné oblasti mozku.“

Spolu s zobrazováním funkční magnetickou rezonancí použili vědci neuroelektrofyziologii, která měří elektrické a signalizační vlastnosti v nervovém systému, k propojení dýchání s neurální aktivitou v cingulární kůře – mozkové oblasti ve středu mozkové hemisféry spojené s emoční reakcí a regulací. .

Současné použití fMRI a elektrofyziologie umožnilo výzkumníkům vyvolat změny v relevantních neneuronových signálech fMRI během sběru dat, jako je pohyb a výdech oxidu uhličitého.

Zhangová zjištění poskytují pohled na to, jak souvisí nervová aktivita a signály fMRI v klidu, řekl Zhang, což může informovat budoucí zobrazovací výzkum k pochopení toho, jak se neurovaskulární signály mění v klidu.

READ  Astronauti zahájili vesmírnou procházku, aby nainstalovali solární panely na Mezinárodní vesmírnou stanici
Skenováním mozkových vln klidových hlodavců v narkóze pomocí fMRI vědci odhalili síť mozkových oblastí zapojených do dýchání. Obrázek je ve veřejné doméně

„Když zvířata dýchala, měřili jsme, jak moc jejich mozková aktivita kolísala s rytmem dýchání,“ řekl Zhang. „Když se tento přístup rozšíří na lidi, mohl by poskytnout automatizovaný pohled na to, jak ovládat dýchání společné pro meditační praktiky, které mohou pomoci snížit stres a úzkost.“

Souvislost mezi neurální aktivitou v cingulární kůře a rytmem dýchání může podle Changa naznačovat, že rytmy dýchání mohou ovlivnit emoční stav.

„Když jsme nervózní, naše dýchání se často zrychluje,“ řekl Zhang. „V reakci na to se někdy zhluboka nadechneme. Nebo když se soustředíme, máme tendenci zadržovat dech. To jsou známky toho, že dýchání může ovlivnit funkci mozku. Dýchání nám umožňuje ovládat naše emoce, například když potřebujeme změnit funkci mozku.“ Naše zjištění tuto myšlenku podporují.“

Budoucí studie se mohou zaměřit na pozorování mozku u lidí, zatímco meditují, aby analyzovali přímý vztah mezi pomalým, záměrným dýcháním a nervovou aktivitou, říká Chang.

„Naše chápání toho, co se děje v mozku, je stále povrchní,“ řekl Zhang. „Pokud výzkumníci zopakují studii u lidí pomocí stejných technik, mohou být schopni vysvětlit, jak meditace moduluje nervovou aktivitu v mozku.“

O těchto zprávách z výzkumu neurověd

autor: Marii Chubrinskou
zdroj: Stát Pennsylvania
Kontakt: Maria Chubrinsky – Pensylvánie
obrázek: Obrázek je ve veřejné doméně

viz také

To signalizuje alarm

původní hledání: otevřený přístup.
Nervové lešení sítě fMRI spojené s dýchánímNapsal Wenyu Tu a kol. eLife


souhrn

Nervové lešení sítě fMRI spojené s dýcháním

Dýchání může vést k pohybu a oxidu uhličitému2 Fluktuace během skenů funkční magnetickou rezonancí (rsfMRI) v klidovém stavu, které by vedly k neneurologickým účinkům v signálu rsfMRI. Mezitím, jako kritický fyziologický proces, může dýchání přímo měnit nervovou aktivitu v mozku, a tak může modulovat signalizaci rsfMRI.

READ  Vikingové byli v Americe přesně před tisícem let

Tato potenciální neurální složka ve vztahu dýchání k fMRI je však do značné míry neprozkoumaná. Pro ilustraci tohoto problému jsme zde současně zaznamenávali elektrofyziologické, rsfMRI a respirační signály u myší.

Naše data ukazují, že dýchání skutečně koreluje se změnami nervové aktivity, jak dokazuje vztah fázového uzamčení mezi rozdíly v pomalém dýchání a silou gama pásma elektrofyziologického signálu zaznamenaného v přední cingulární kůře.

Zajímavé je, že rozdíly v pomalém dýchání souvisejí také s odlišnou sítí rsfMRI, která je zprostředkována neurální aktivitou pásma gama. Navíc mozková síť spojená s dýcháním mizí, když je nervová aktivita na úrovni mozku umlčena v izoelektrickém stavu, zatímco dýchání je zachováno, což potvrzuje nezbytnou roli nervové aktivity v této síti.

Celkově tato studie identifikuje mozkovou síť související s dýcháním podporovanou neurální aktivitou, která představuje novou složku vztahu dýchání rsfMRI, která se liší od artefaktů souvisejících s dýcháním fMRI. Otevírá novou cestu pro zkoumání interakcí mezi dýcháním, neurální aktivitou a mozkovými sítěmi v klidovém stavu ve zdravých i nemocných stavech.

You May Also Like

About the Author: Waldo Kemp

"Hudební učenec. Spisovatel. Zlý slanina evangelista. Hrdý twitter narkoman. Myslitel. Milovník internetu. Jemně okouzlující hráč."

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.