Во время сна дыхание захватывает и координирует нервную активность во всей лимбической системе и улучшает консолидацию памяти.
Пока мы спим, мозг не выключается, а занят “сохранением” важных воспоминаний о прошедшем дне. Для достижения этой цели области мозга синхронизируются для координации передачи информации между ними. Тем не менее, механизмы, которые обеспечивают эту синхронизацию между несколькими удаленными областями мозга, недостаточно хорошо изучены.
Традиционно эти механизмы искали в коррелированных паттернах активности в мозге. Однако нейробиологи ЛМУ проф. Антон Сирота и доктор Николас Каралис теперь смогли доказать, что дыхание действует как кардиостимулятор, который захватывает различные области мозга и синхронизирует их друг с другом.
Дыхание является наиболее устойчивым и необходимым ритмом организма и оказывает сильное физиологическое воздействие на автономную нервную систему. Также известно, что оно модулирует широкий спектр когнитивных функций, таких как восприятие, внимание и структура мышления. Однако механизмы его влияния на когнитивные функции и работу мозга в значительной степени неизвестны.
Ученые провели крупномасштабные электрофизиологические записи in vivo у мышей, полученные от тысяч нейронов по всей лимбической системе. Они показали, что дыхание захватывает и координирует активность нейронов во всех исследованных областях мозга, включая гиппокамп, медиальную префронтальную и зрительную кору, таламус, миндалину и прилежащее ядро, модулируя возбудимость этих контуров независимым образом.
“Мы смогли доказать существование нового не обонятельного внутримозгового механизма, который объясняет захват распределенных контуров дыханием, который мы назвали “дыхательным разрядом”,-говорит Каралис.
“Наши результаты указывают на существование ранее неизвестной связи между дыхательными и лимбическими контурами и являются отклонением от стандартного представления о том, что дыхание модулирует мозговую активность через обонятельный путь носа”,-подчеркивает Сирота.
Этот механизм опосредует координацию активности, связанной со сном, в этих областях мозга, что имеет важное значение для консолидации памяти и обеспечивает средства для совместной модуляции синхронной динамики кортико-гиппокампальных цепей. По мнению авторов, эти результаты представляют собой важный шаг вперед и закладывают основу для новых механистических теорий, которые включают дыхательный ритм в качестве фундаментального механизма, лежащего в основе взаимодействия распределенных систем во время консолидации памяти.
Оригинальное исследование: Открытый доступ.
“Дыхание координирует динамику кортико-гиппокампа у мышей во время сна.”, Антон Сирота и др. Nature Communications
