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
Парадокс Великой Зеленой стены: Китай посадил 78 миллиардов новых деревьев, но климат стал только хуже. Как так вышло?
Ученые назвали причины, почему самый грандиозный экологический проект за всю историю в итоге обернулся головной болью для миллионов китайских граждан...
Необъяснимые аномалии в тайге на Дальнем Востоке: читаем походные дневники военного разведчика и писателя Владимира Арсеньева
Часть первая: свет в ночном море, мираж «фата-моргана» и почти моментальное замерзание воды...
Меньше трех дней до конца света на орбите: почему программа CRASH Clock бьет тревогу?
Сотрудники Маска уверяют, что у них все под контролем. Но эксперты сравнивают орбиту с карточным домиком. Кто же прав?...
Что стоит за таинственными аномалиями в дальневосточной тайге? Продолжаем читать походные дневники военного разведчика и писателя Владимира Арсеньева
Часть вторая: снежная гроза, феномен моретрясения и встреча со «снежным человеком»...
Марс отменяется: три причины, почему российские эксперты ставят крест на Красной планете
Почему пробирка с Марса опаснее любого астероида, как галактические лучи «взрывают» мозг и при чем тут Китай? Честный разбор рисков от Российской академии наук...
Темная сторона Рима: выяснилось, что Империя веками «выкачивала» здоровье из покоренных народов
Новые находки заставили ученых признать: для простых людей римский «прогресс» был скорее приговором, чем спасением. Но почему же так вышло?...
«Не повторяйте наших ошибок!» 100 лет борьбы с лесными пожарами обернулись катастрофой для США
Эксперты рассказали, почему, казалось бы, проверенная тактика только усугубила ситуацию с лесным огнем...
Встречи с неведомым: завершаем чтение дневников разведчика и писателя Владимира Арсеньева
Часть третья: таинственный огонь в лесу, свет из облаков, призрак в тумане и странный дым на море...
Загадочная письменность Б из пещер у Мертвого моря наконец-то расшифрована
Ученые «ломали» древний шифр эпохи Христа более 70 лет, но результат разочаровал многих. Почему?...
Первая «чернокожая британка» оказалась белой: новое исследование заставило историков полностью пересмотреть портрет женщины из Бичи-Хед
Почему ученые так сильно ошиблись с ее внешностью? И стоит ли после этого доверять реконструкциям по ДНК?...
ДНК 4000-летней овцы оказалось ключом к древней тайне, стоившей жизни миллионам
Поразительно, но археологи нашли штамм древней чумы, кошмаривший всю Евразию, в самом таинственном российском городе — Аркаиме. Почему же так получилось?...
Новое исследование показало: если бы не этот «российский ген», древние люди вряд ли бы заселили Америку
Ученые рассказали, почему Алтай в ДНК — это главный секрет феноменального здоровья индейцев...
Супертелескоп James Webb только запутал ученых, а планета-«близнец» Земли стала еще загадочнее
Эксперты рассказали, почему самый мощный телескоп в истории не смог разобраться с атмосферой TRAPPIST-1e. Аппарат не виноват. Но тогда кто?...