Как дышать, чтобы лучше запоминать: ученые нашли связь между дыханием и памятью
Дыхание — важный фактор для работы мозга. 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.
Для того, чтобы понять, как дыхание влияет на память, ученые из Японии провели эксперименты с генетически модифицированными мышами. Они вмешивались в работу небольшого кластера нейронов в продолговатом мозге — части головного мозга, которая контролирует дыхание. Этот кластер называется пре-Бетцингеровским комплексом (PreBötC).
— нейробиолог Нозому Накамура из Медицинского университета Хиого.
Ученые 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 ученые меняли скорость и ритм дыхания мышей и смотрели, как это сказывается на их памяти. Оказалось, что принудительное нерегулярное дыхание улучшало память мышей, а замедление дыхания ухудшало память мышей.
Эти результаты подтверждаются предыдущими исследованиями той же команды, которые проводились на людях. Они уже продемонстрировали, 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 менее точными при воспроизведении информации.
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.
Медикам давно известно о различных связях между дыханием и мозгом — например, о том, как дыхательные упражнения могут помочь успокоиться. Исследователи считают, что преднамеренная корректировка моделей дыхания может помочь и в других терапевтических целях.
— Нозому Накамура.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Для того, чтобы понять, как дыхание влияет на память, ученые из Японии провели эксперименты с генетически модифицированными мышами. Они вмешивались в работу небольшого кластера нейронов в продолговатом мозге — части головного мозга, которая контролирует дыхание. Этот кластер называется пре-Бетцингеровским комплексом (PreBötC).
Дыхание — фундаментальное действие в системе жизнеобеспечения млекопитающих. Хотя детали дыхательной функции при состояниях мозга остаются неясными, недавние исследования показывают, что дыхание может играть важную роль во время онлайн-состояний мозга
— нейробиолог Нозому Накамура из Медицинского университета Хиого.
Ученые 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 ученые меняли скорость и ритм дыхания мышей и смотрели, как это сказывается на их памяти. Оказалось, что принудительное нерегулярное дыхание улучшало память мышей, а замедление дыхания ухудшало память мышей.
Эти результаты подтверждаются предыдущими исследованиями той же команды, которые проводились на людях. Они уже продемонстрировали, 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 менее точными при воспроизведении информации.
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.
Медикам давно известно о различных связях между дыханием и мозгом — например, о том, как дыхательные упражнения могут помочь успокоиться. Исследователи считают, что преднамеренная корректировка моделей дыхания может помочь и в других терапевтических целях.
Определение детальной роли дыхания и молекулярных механизмов в мозге является предметом будущих исследований, чтобы понять влияние устойчивости к стрессу. Способ управления дыханием и применение дыхательных упражнений будет иметь решающее значение для лечения и терапии депрессии и нервно-психических расстройств
— Нозому Накамура.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
«Цирк Шубикова» с бомбами: как в СССР создали «невозможный» авианосец
Самолеты атаковали противника, срываясь с летающей авиабазы. Это пытались сделать и США, и Германия, но получилось только у Советского Союза...
Медный парадокс: почему электричество никогда не придет в каждый дом
Эксперты считают, что развитие цивилизации уперлось в мощный геологический барьер. Кто виноват и как выходить из этой ситуации?...
Тайна разгадана: почему люди — это единственные приматы с подбородком
Оказалось, что эволюция действует не так, как столетиями считали ученые...
«Проклятие» Романовых: отчего на самом деле умер брат Петра I, царь Федор?
Российские ученые разгадали болезнь, которая свела в могилу старшую ветвь царской семьи...
Обнаружены, но обречены: кто угрожает гробницам, которые старше первых пирамид?
6000-летняя культура, обнаруженная спутниками, была уникальной. Она застала времена, когда Сахара была еще зеленой...
Новое исследование: Христофор Колумб — вообще не тот, кем его считали историки
Ученые даже назвали подлинное имя великого мореплавателя...
Еще одна тайна Аркаима разгадана: ученые объяснили, почему древний город построен именно на этом месте
Оказалось, что наши далекие предки очень умело использовали природную инфраструктуру и обладали инженерными знаниями...
60 млрд Солнц в одной точке: что скрывает самая тяжелая пара черных дыр?
Секрет абсолютной пустоты, похоже, разгадан. Там нет вообще ничего: Ни пыли, ни газа, ни звезд...
Назад в будущее: почему Швеция запрещает смартфоны в школах и возвращается к бумажным учебникам?
По словам экспертов, отмена цифровизации сейчас происходит во многих странах. Неужели человечество одумалось и начинает выздоравливать?...
Мы все «марсиане»: ученые доказали, что жизнь с Красной планеты могла долететь за несколько лет
Компьютерное моделирование подтвердило: бактерии способны пережить Великий перенос с Марса на Землю. И этот процесс может идти прямо сейчас...
СССР был первым в энергии ветра: что помешало стать лидером планеты?
Это был невероятный и прорывной проект советского конструктора Юрия Кондратюка. Того самого, по расчетам которого, американцы полетели на Луну...
В тени российского орла: сколько раз Петербург спасал Вашингтон от полной гибели?
Когда-то американцы клялись, что США будет дружить с Россией, покуда светят звезды. А сейчас делают вид, что не помнят...