Kvėpavimas gali išmatuojamai moduliuoti nervų reakcijas visoje smegenyse

Santrauka: Tyrimas atskleidžia galimą ryšį tarp kvėpavimo ir nervų veiklos pokyčių gyvūnų modeliuose.

šaltinis: Pensilvanijos valstija

Psichikos sveikatos specialistai ir meditacijos guru jau seniai tyčinį kvėpavimą įvardija kaip gebėjimą sukelti vidinę ramybę, tačiau mokslininkai iki galo nesupranta, kaip šiame procese dalyvauja smegenys.

Naudodami funkcinį magnetinio rezonanso tomografiją (fMRI) ir elektrofiziologiją, Penn State College of Engineering mokslininkai nustatė galimą ryšį tarp kvėpavimo ir pelių nervų veiklos pokyčių.

Jų rezultatai buvo paskelbti internete prieš paskelbiant eGyvenimas. Tyrėjai tuo pačiu metu naudojo multimodalinius metodus, kad pašalintų triukšmą, paprastai susijusį su smegenų vaizdavimu, ir nustatytų kvėpavimą, kuris reguliuoja nervų veiklą.

sakė Nanyin Zhang, Peno valstijos psichikos sveikatos tyrimų neurotechnologijų centro įkūrėjas ir biomedicinos inžinerijos profesorius.

Vaizdo tyrėjai kvėpavimą laikė ne neurologiniu fiziologiniu veiksmu, pvz., širdies plakimu ar kūno judesiu fMRT. Mūsų dokumentas skatina idėją, kad kvėpavimas turi nervinį komponentą: jis veikia fMRI signalą, moduliuodamas nervų veiklą.

Nuskenuodami graužikų smegenų bangas ramybės būsenoje, taikant anesteziją, naudodami fMRT, tyrėjai atskleidė smegenų regionų, susijusių su kvėpavimu, tinklą.

„Kvėpavimas yra įprastas beveik visų gyvų gyvūnų poreikis”, – sakė Zhang. Žinome, kad kvėpavimą kontroliuoja smegenų kamieno sritis. Tačiau mes neturėjome išsamaus vaizdo, kaip kvėpavimas paveikė kitas smegenų sritis.

Kartu su funkciniu magnetinio rezonanso tomografija tyrėjai naudojo neuroelektrofiziologiją, kuri matuoja nervų sistemos elektrines ir signalines savybes, kad susietų kvėpavimą su nervine veikla cingulinėje žievėje – smegenų pusrutulio centre esančioje smegenų srityje, susijusioje su emocine reakcija ir reguliavimu. .

Naudojant fMRI ir elektrofiziologiją vienu metu, tyrėjai galėjo sukelti atitinkamų ne neuroninių fMRI signalų pokyčius renkant duomenis, tokius kaip anglies dioksido judėjimas ir iškvėpimas.

READ  Scientists have discovered a strange "Blue Gate" lightning source

Išvados leidžia suprasti, kaip nervų veikla ir fMRI signalai yra susiję ramybės būsenoje, sakė Zhang, o tai gali padėti būsimiems vaizdiniams tyrimams suprasti, kaip keičiasi neurovaskuliniai signalai ramybėje.

Nuskenuodami graužikų smegenų bangas ramybės būsenoje, taikant anesteziją, naudodami fMRT, tyrėjai atskleidė smegenų regionų, susijusių su kvėpavimu, tinklą. Vaizdas yra viešajame domene

„Kai gyvūnai kvėpavo, išmatavome, kiek jų smegenų veikla svyravo kartu su kvėpavimo ritmu“, – sakė Zhang. „Kai šis metodas taikomas žmonėms, jis gali suteikti automatinių įžvalgų apie tai, kaip kontroliuoti kvėpavimą, būdingą meditacijos praktikai, kuri gali padėti sumažinti stresą ir nerimą.”

Chango teigimu, ryšys tarp nervinio aktyvumo cingulinėje žievėje ir kvėpavimo ritmo gali rodyti, kad kvėpavimo ritmai gali turėti įtakos emocinei būsenai.

„Kai nerimaujame, mūsų kvėpavimas dažnai pagreitėja”, – sakė Zhang. „Reaguodamos į tai, kartais giliai įkvepiame. Arba susikoncentravę linkę sulaikyti kvėpavimą. Tai požymiai, kad kvėpavimas gali turėti įtakos smegenų veiklai. Kvėpavimas leidžia valdyti emocijas, pavyzdžiui, kai reikia pakeisti smegenų veiklą. . Mūsų išvados patvirtina šią idėją.

Anot Chango, būsimi tyrimai gali būti skirti stebėti žmonių smegenis, kai jie medituoja, kad analizuotų tiesioginį ryšį tarp lėto, apgalvoto kvėpavimo ir nervų veiklos.

„Mūsų supratimas apie tai, kas vyksta smegenyse, vis dar yra paviršutiniškas”, – sakė Zhang. „Jei mokslininkai pakartos tyrimą su žmonėmis, naudodami tuos pačius metodus, jie gali paaiškinti, kaip meditacija moduliuoja nervų veiklą smegenyse.”

Apie šį tyrimą Neuroscience News

autorius: Marija Chubrinsky
šaltinis: Pensilvanijos valstija
Kontaktas: Maria Chubrinsky – Pensilvanija
paveikslėlis: Vaizdas yra viešajame domene

taip pat žr

Tai rodo smegenėlių vietą smegenyse

pradinė paieška: atvira prieiga.
FMRI tinklo nerviniai karkasai, susiję su kvėpavimuParašė Wenyu Tu ir kt. eGyvenimas


Santrauka

FMRI tinklo nerviniai karkasai, susiję su kvėpavimu

Kvėpavimas gali sukelti judėjimą ir anglies dvideginį2 Svyravimai ramybės būsenos funkcinio magnetinio rezonanso (rsfMRI) skenavimo metu, dėl kurių rsfMRI signale atsirastų neurologinių padarinių. Tuo tarpu, kaip kritinis fiziologinis procesas, kvėpavimas gali tiesiogiai pakeisti nervų aktyvumą smegenyse ir taip moduliuoti rsfMRI signalizaciją.

READ  Prancūzijoje nustatytas „didelis“ pavojaus dėl paukščių gripo atvejų, kai buvo nustatyti nauji atvejai

Tačiau šis galimas nervų komponentas, susijęs su kvėpavimo ir fMRT, iš esmės nėra ištirtas. Norėdami iliustruoti šią problemą, čia vienu metu įrašėme pelių elektrofiziologinius, rsfMRI ir kvėpavimo signalus.

Mūsų duomenys rodo, kad kvėpavimas iš tiesų koreliuoja su nervinio aktyvumo pokyčiais, kaip rodo fazės fiksavimo ryšys tarp lėto kvėpavimo skirtumų ir elektrofiziologinio signalo gama juostos stiprumo, užfiksuoto priekinėje cingulinėje žievėje.

Įdomu tai, kad lėto kvėpavimo skirtumai taip pat yra susiję su skirtingu rsfMRI tinklu, kurį sąlygoja gama juostos nervų veikla. Be to, smegenų tinklas, susijęs su kvėpavimu, išnyksta, kai nervų veikla smegenų lygmenyje yra nutildoma izoelektrinėje būsenoje, o kvėpavimas išsaugomas, patvirtinantis būtiną nervų veiklos vaidmenį šiame tinkle.

Apibendrinant, šis tyrimas nustato su kvėpavimu susijusį smegenų tinklą, kurį palaiko nervų veikla, o tai yra naujas kvėpavimo ir fMRT ryšio komponentas, kuris skiriasi nuo artefaktų, susijusių su kvėpavimu fMRT. Tai atveria naują būdą tirti kvėpavimo, nervų veiklos ir ramybės būsenos smegenų tinklų sąveiką tiek sveikomis, tiek sergančiomis sąlygomis.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *