27 ноября, 2022

zhukvesti

Находите все последние статьи и смотрите телешоу, репортажи и подкасты, связанные с Россией.

Дыхание может заметно модулировать нейронные реакции в головном мозге

Резюме: Исследование выявило возможную связь между дыханием и изменениями нервной активности на животных моделях.

источник: штат Пенсильвания

Специалисты по психическому здоровью и гуру медитации уже давно приписывают намеренному дыханию способность вызывать внутреннее спокойствие, но ученые не до конца понимают, как мозг участвует в этом процессе.

Используя функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) и электрофизиологию, исследователи из Инженерного колледжа штата Пенсильвания выявили возможную связь между дыханием и изменениями нервной активности у мышей.

Их результаты были опубликованы в Интернете, прежде чем были опубликованы в электронная жизнь. Исследователи использовали мультимодальные методы одновременно, чтобы удалить шумы, обычно связанные с визуализацией мозга, и определить местонахождение дыхания, которое регулирует нейронную активность.

сказал Наньинь Чжан, директор-основатель Пенсильванского государственного центра нейротехнологий в исследованиях психического здоровья и профессор биомедицинской инженерии.

Исследователи визуализации раньше думали о дыхании как о не-неврологическом физиологическом действии, таком как сердцебиение или движение тела, в фМРТ. В нашей статье продвигается идея о том, что дыхание имеет нейронный компонент: оно влияет на сигнал фМРТ, модулируя нейронную активность».

Сканируя мозговые волны грызунов в состоянии покоя под наркозом с помощью фМРТ, исследователи выявили сеть областей мозга, участвующих в дыхании.

«Дыхание — это общая потребность почти всех живых существ», — сказал Чжан. Мы знаем, что дыхание контролируется областью ствола мозга. Но у нас не было полной картины того, как дыхание влияет на другие области мозга».

Наряду с функциональной магнитно-резонансной томографией исследователи использовали нейроэлектрофизиологию, которая измеряет электрические и сигнальные свойства в нервной системе, чтобы связать дыхание с нервной активностью в поясной коре — области мозга в центре полушария головного мозга, связанной с эмоциональными реакциями и регуляцией. .

READ  Консультант НАСА уходит в отставку после того, как запрос на изменение названия телескопа Джеймса Уэбба был отклонен

Одновременное использование фМРТ и электрофизиологии позволило исследователям выявить изменения в соответствующих ненейрональных сигналах фМРТ во время сбора данных, таких как движение и выдох углекислого газа.

По словам Чжана, полученные данные дают представление о том, как нервная активность и сигналы фМРТ связаны в состоянии покоя, что может помочь будущим исследованиям в области визуализации понять, как меняются нервно-сосудистые сигналы в состоянии покоя.

Сканируя мозговые волны грызунов в состоянии покоя под наркозом с помощью фМРТ, исследователи выявили сеть областей мозга, участвующих в дыхании. Изображение находится в общественном достоянии

«Когда животные дышали, мы измеряли, насколько активность их мозга колебалась в зависимости от ритма дыхания», — сказал Чжан. «Когда этот подход распространится на людей, он может дать автоматизированное понимание того, как контролировать дыхание, обычное для медитативных практик, что может помочь уменьшить стресс и беспокойство».

По словам Чанга, связь между нервной активностью в поясной коре и ритмом дыхания может указывать на то, что ритмы дыхания могут влиять на эмоциональное состояние.

«Когда мы беспокоимся, наше дыхание часто учащается», — сказал Чжан. «В ответ мы иногда делаем глубокие вдохи. Или, когда мы фокусируемся, мы склонны задерживать дыхание. Это признаки того, что дыхание может влиять на работу мозга. Дыхание позволяет нам контролировать свои эмоции, например, когда нам нужно изменить работу мозга» Наши результаты подтверждают эту идею».

По словам Чанга, будущие исследования могут быть сосредоточены на наблюдении за мозгом людей во время медитации, чтобы проанализировать прямую связь между медленным, преднамеренным дыханием и нервной активностью.

«Наше понимание того, что происходит в мозгу, все еще поверхностно», — сказал Чжан. «Если исследователи воспроизведут исследование на людях, используя те же методы, они смогут объяснить, как медитация модулирует нейронную активность в мозге».

Об этом Новости исследований в области неврологии

автор: Мария Чубринская
источник: штат Пенсильвания
Контакт: Мария Чубрински — Пенсильвания
картина: Изображение находится в общественном достоянии

READ  Ракета SpaceX запустила спутник BlueWalker 3, приземлившись на 14 человек.

смотрите также

Это показывает расположение мозжечка в головном мозге.

оригинальный поиск: открытый доступ.
«Нейронный каркас сети фМРТ, связанный с дыханиемАвтор Wenyu Tu et al. электронная жизнь


Резюме

Нейронный каркас сети фМРТ, связанный с дыханием

Дыхание может привести к движению и углекислому газу2 Колебания во время функционального магнитно-резонансного резонанса (rsfMRI) в состоянии покоя, которые могут привести к неврологическим эффектам в сигнале rsfMRI. Между тем, как критический физиологический процесс, дыхание может напрямую изменять нервную активность в мозге и, таким образом, может модулировать передачу сигналов rsfMRI.

Однако этот потенциальный нейронный компонент связи дыхания с фМРТ практически не изучен. Чтобы проиллюстрировать эту проблему, здесь мы одновременно регистрировали электрофизиологические, rsfMRI и дыхательные сигналы у мышей.

Наши данные показывают, что дыхание действительно коррелирует с изменениями нервной активности, о чем свидетельствует фазовая синхронизация между различиями в медленном дыхании и силой гамма-диапазона электрофизиологического сигнала, зарегистрированного в передней поясной коре.

Интересно, что различия в медленном дыхании также связаны с отдельной сетью rsfMRI, которая опосредована нейронной активностью гамма-диапазона. Кроме того, мозговая сеть, связанная с дыханием, исчезает, когда нейронная активность на уровне мозга умолкает в изоэлектрическом состоянии, в то время как дыхание сохраняется, что подтверждает необходимую роль нейронной активности в этой сети.

В совокупности это исследование идентифицирует сеть мозга, связанную с дыханием, поддерживаемую нейронной активностью, которая представляет собой новый компонент в отношениях между дыханием и фМРТ, который отличается от артефактов, связанных с дыханием в фМРТ. Он открывает новые возможности для исследования взаимодействия между дыханием, нервной активностью и сетями мозга в состоянии покоя как в здоровых, так и в болезненных условиях.