Дыхание спящего мозга
Дыхание — один из главных и стабильных ритмов. Он организует физиологию и структурирует мыслительные процессы. Он сопрягает широкий набор когнитивных функций мозга, восприятие и внимание например. Считается, что дыхание модулирует активность мозга через сигналы обонятельных рецепторов носа. Однако как именно ритмы действуют на мозг, ученые пока до конца не понимают, но продолжают предпринимать попытки докопаться до истины.
В своих экспериментах нейрофизиологи обычно проверяют, как коррелируют активности разных зон мозга. Меньше всего данных о его слабоактивных состояниях во сне и во время отдыха. Тем не менее исследователи теоретически описали, как передается информация в нейронных цепях в терминах математической теории сетевой динамики.
Недавно сотрудники Мюнхенского университета имени Людвига Максимилиана профессор Антон Сирота (Anton Sirota) и доктор Николас Каралис (Nikolas Karalis) установили, что существует другой механизм модуляции нейронных цепей, который назвали внутримозговым респираторным разрядом. Он координирует активность областей мозга, отвечающих за консолидацию памяти, то есть перевод информации из кратковременной памяти в долговременную, во сне.
В опытах на неактивных мышах ученые записали множество электрофизиологических сигналов тысяч нейронов лимбической системы. Физиологи изучали гиппокамп, префронтальную кору, таламус, зрительную кору, миндалевидное тело, мозжечок, прилежащее ядро. Оказалось, что дыхание действует как водитель ритма, синхронизующий различные области мозга друг с другом. Это позволяет без потерь передавать информацию между ними.
Работа закладывает базу для создания новых нейромеханистических теорий, которые рассматривают дыхательный ритм как фундамент, лежащий в основе взаимодействия распределенных систем нейронов при консолидации памяти.