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
Россия переходит на реактивные дроны: осенью под Орлом заработает крупнейший дронопорт в мире
По словам экспертов, запуски «Герани-5» из Орловской области полностью изменят правила в небе над Украиной...
«Купол света»: почему секретная советская технология снова тревожит американских экспертов?
США почти 40 лет пытается взломать этот секрет, но дальше гипотез дело не продвинулось...
Вот это поворот в истории: сарматы — вообще не потомки скифов
По словам ученых, это был настоящий демографический шок, когда один народ резко сменил другой...
«Парк юрского периода» был неправ: новая информация о тиранозаврах вас очень удивит
Маленькие яйца, детеныши размером с кошку и другие разоблачения голливудских мифов...
Генетическая загадка Арктики: что веками «ломало» ДНК народов Севера?
В крови этих людей ртути в семь раз больше нормы. Как северяне выдерживают такие отравления?...
Уран на завтрак и обед: в старой советской шахте обнаружены загадочные бактерии
По словам ученым, новое открытие может решить проблемы, связанные с радиацией...
«Анадырь» для США: как СССР умудрился незаметно завезти ракеты на Кубу
Это была эталонная операция, которая показала, что советские военные способны на невозможное...
Космос «сводит с ума» за 20 секунд: без гравитации мозг кардинально меняется, рассказали ученые
Если сознание способно столь радикально перестраиваться за треть минуты невесомости, что будет с ним через месяцы или годы?...
Мумия персидской принцессы чуть не вызвала «войну» между тремя государствами
А потом пришли результаты вскрытия, и все эксперты схватились за головы...
«Розовые рыцари» Антарктиды: удивительная история первой зимовки на Шестом континенте
Мало кто знает, что экспедиция осталась жива лишь благодаря «тайной» охоте...
Химия из другого мира обнаружена в знаменитом метеорите Хиллсборо
Эксперты уверены, что когда-то именно такой астероид доставил на Землю компоненты, из которых образовалась жизнь...
Артефакты из мезозоя помогли одержать победу в Куликовской битве
Российский геолог открыл неизвестную страницу в истории знакового сражения...
Сражались на равных с войнами-мужчинами: зачем дочери фараона были похоронены с боевыми луками и кинжалами?
Новое открытие полностью пересмотрело военную иерархию в Древнем Египте...
Тайна «молочных морей»: что заставляет океан светиться? Ученые разводят руками
В ход пошли спутниковые наблюдения, но аномалия до сих пор до сих пор не раскрыта...
Стало известно, из чего состоял астероид, убивший динозавров
Новое исследование переписало картину глобального вымирания, случившегося 66 миллионов лет назад...