№08 август 2022

Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

Дыхание управляет спящим мозгом

Активность нервных центров, обменивающихся информацией во время сна, зависит от ритма вдохов и выдохов.

Во сне мозг совсем не бездельничает — он активно перерабатывает впечатления, которые получил во время бодрствования, чтобы понять, какие из них следует запомнить надолго. Называется это консолидацией памяти: информация из кратковременного хранилища переходит в долговременное.

Преобразование памяти из кратковременной в долговременную происходит скоординированными усилиями нескольких мозговых центров. Так, несколько лет назад мы писали, что при «сонной» перезаписи информации в мозге ведущую роль играет обмен репликами между неокортексом (то есть новой корой мозга), энторинальной корой и гиппокампом; и одними этими зонами дело не ограничивается. И тут возникает вопрос, кто ими управляет — не в том смысле, кто-то раздаёт руководящие указания, а в том, что должен быть какой-то метроном, который задавал бы ритм работы и тем самым структурировал обмен информацией.

Сотрудники Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана пишут в Nature Communications, что таким регулятором-метрономом работает дыхание. Дело не в том, насколько точно выдержано время между вдохом и выдохом, просто выдох и вдох постоянно повторяются и притом не зависят от работы самих центров памяти. Эксперименты с мышами показали, что дыхание организует активность нейронов в множестве зон мозга: в гиппокампе (который мы обычно называем одним из главных центров памяти), и в зрительной коре, и в префронтальной коре, и в таламусе (который работает сенсорным хабом, распределяя информацию от органов чувств по зонам мозга), и в миндалевидном теле, которое занимается эмоциями, и в прилежащем ядре, которое называют одним из главных центров удовольствия в дофаминовой системе подкрепления.

Дыхание повышало и понижало возбудимость нейронных цепочек во всех этих зонах, что, естественно, влияло на то, как они обмениваются информацией друг с другом. Важно, что эффект не зависел от запахов, то есть не сенсорные обонятельные ощущения действовали на информационные процессы, а дыхание само по себе. Исследователи полагают, что консолидация памяти в спящем мозге может довольно сильно зависеть от дыхания, хотя для однозначного вывода здесь нужны дополнительные эксперименты.

Вообще это не единственный пример того, как дыхание может влиять на высшую нервную деятельность. Например, ритму дыхания подчинены страх и память — они усиливаются на вдохе и слабеют на выдохе, а глубокое медленное дыхание, действуя через особые нейроны дыхательного центра, помогает снять эмоциональное возбуждение.

Автор: Кирилл Стасевич


Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie на вашем устройстве. Подробнее