Yeni araştırmalar, solunum ritminin koku, hafıza ve duygulara karışan bir beyin ağı içindeki sinirsel faaliyeti doğrudan etkilediğini gösteriyor
Mo Costandi nörobiyolog ve serbest bilim yazarıdır. Neurophilosophy'de, bilim blog ağında bloğu vardır.
Northwestern Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından yapılan yeni bir araştırmaya göre, solunum ritmi, koku, hafıza ve duygularla ilişkili bir beyin bölgeleri ağı boyunca elektriksel aktiviteyi koordine eder ve işlevlerini artırabilir. Journal of Neuroscience'de yayınlanan bulgular, solunumun beyne ve vücuda yalnızca oksijen tedarik etmediğini, aynı zamanda karmaşık davranışların düzenlenmesine yardımcı olmak için birden çok beyin bölgesi içindeki hücrelerin popülâsyon aktivitesini düzenleyebileceğini ileri sürüyor.
Yaklaşık 75 yıl önce, İngiliz fizyolog Edgar Adrian, kirpi'de beyin aktivitesini kaydetmek için elektrotları kullandı ve koku sistemindeki beyin dalgalarının, nefes alma ile yakından ilişkili olduğunu ve bunların boyutu ve frekansının burundan alınan havanın hızıyla doğrudan ilişkili olduğunu buldu. O günden beri aynı etkinlik, sıçanların, farelerin ve diğer küçük hayvanların koku alma ampulleri ve diğer beyin bölgelerinde gözlemlendi ancak bugüne kadar insanlarda araştırılmadı.
Bu yeni çalışmada, Christina Zelano liderliğindeki bir araştırma ekibi, yedi hastada, beyin yüzeyinden direkt olarak elektriksel aktiviteyi, ilaca dirençli temporal lob epilepsisini tedavi etmek için üç beyin bölgesine odaklanarak değerlendirdi: burun soğanından gelen bilgileri işleyen piriform korteks, bellek oluşumu için kritik olan hipokampustan ve duygusal işlemede önemli rol oynayan amigdala. Aynı zamanda, basınç sensörleri veya abdominal solunum kemeri ile hastaların solunum hızlarını izlemişlerdir.
Araştırmacılar piriform korteksteki yavaş beyin dalgası salınımlarının ve hipokampus ve amigdaladaki daha yüksek frekanslı beyin dalgalarının doğal, spontan solunum hızı ile senkron olduğunu buldular. Hepsinden önemlisi, her üç bölgedeki beyin dalgası salınımları, hastanın nefes almasından sonra daha yüksek hızda senkronize edilirken, nefes verme esnasında daha az senkronize edildi. Ve hastalardan ağızdan solunum yapmaları istendiğinde, araştırmacılar beyin dalgası eşleşmesinde önemli bir düşüş gözledi.
Böylece doğal solunum esnasında periyodik olarak burna giren hava kütleleri, piriform kortekste nöronların aktivitesini senkronize eder gibi görünür ve bu senkronizasyon daha sonra hipokampus ve amigdalaya yayılır.
Hipokampusun ve amigdala'nın hafızadaki ve duygulardaki ilgili rolleri göz önüne alındığında, araştırmacılar nefes alma evresinin düşünce süreçlerini etkileyip etkileyemeyeceğini araştırmak için bir dizi davranış testi gerçekleştirdiler. Önce, 21 sağlıklı denek katıldı ve onlardan kendilerine bir duygu ayrımcılığı görevi yapmaları istendi. Korku veya şaşkınlık ifade eden yüzlerin görüntüleri hızla art arda gösterildi ve her birinde duyguyu mümkün olan en kısa sürede tanımlamaları istendi. 75 sağlıklı katılımcıdan oluşan bir başka grup, görsel bir hafıza görevi gerçekleştirdiler ve bir dizi görüntü gördüler ve sonrasında 20 dakika sonra kendilerine sunulan ikinci bir seriden daha önce gördüklerini tespit ettiler.
Duygu ayrımcılığı görevine katılanlar, onları gördüklerinde şaşırmış ifadeli yüzleri değil de korkmuş ifadeli yüzleri nefes alırken nefes vermeye kıyasla, daha hızlı tespit ettiler. Hafıza görevini yerine getirenlerin, nefes alırken nefes verme esnasındakinden çok daha iyi şekilde gördükleri resimleri hatırlama olanağı buldular.
Nefes alma, duygusal tanımayı ve hafızayı geri çağırmayı modüle eder, bu iki işlem nefes alırken nefes vermeye kıyasla daha doğru olarak gerçekleşir. Bir kez daha, nefes alma rotası kritik derecede önemliydi - katılımcılardan burunlarından nefes almaları istendiğinde ortaya çıkan etkiler, ağızlarından nefes almaları istendiğinde her iki görevdeki performansları için belirgin bir şekilde düştüğü görülüyordu.
Solunum, beyin sapı tarafından bilinçsizce kontrol edilir ve insanlar, duygu uyaranlara ve zihinsel çabaya tepki olarak solunum modellerini değiştirir; bu da düşünce süreçlerimizin solunum hızını etkilediğini gösterir. Bu yeni bulgular nefes almanın zihinsel işlevimizi de etkileyebileceğini gösteriyor. Örneğin, korktuğumuzda veya çok uyarıldığımızda hızla nefes alma, beyindeki bilgi işlemeyi optimize edebilir, böylece uygun ve hızlı bir şekilde düşünebilir ve hareket edebiliriz.
"Nefes aldığınızda, koku korteksinde, amigdalada ve hipokampustaki nöronları uyarıyorsunuz" diyor Zelano. "Panik halinde, inancımızı yitirdiğimizde ya da korktuğumuzda nefes alma ritmi daha hızlı olur ve sonuç olarak solunum zamanını orantılı olarak harcarsınız", [Bu] beyin fonksiyonu üzerinde pozitif bir etki yaratabilir ve çevredeki tehlikeli uyaranlara daha hızlı yanıt sürelerinin ortaya çıkmasına sebep olur”
Zelano, C., ve ark. (2016) Burun Solunması, İnsan Limbik Salınımlarını Süzer ve Bilişsel Fonksiyonu Modüle Eder. J. Neurosci., 6: 12448 -12467 [Özet]
Mo Costandi gelişimsel nevrobiyoloji uzmanı olarak eğitim aldı ve şu anda serbest bilim yazarı olarak çalışıyor. Yapıtları Nature, Science ve New Scientist'te diğer yayınlar arasında yerini aldı. Ayrıca Nuroplastisitenin (MIT Press, 2016) ve Bilinmesi Gereken 50 İnsan Beyin Fikrinin (Quercus, 2013) yazarıdır.