Dýchání a emoce jsou propojeny nově objeveným mozkovým okruhem

Vědci identifikovali specifický mozkový okruh, jenž umožňuje spontánní kontrolu dýchání a spojuje ho s emočními stavy a chováním. Tento okruh zpomaluje dýchání během klidových stavů a zrychluje ho při úzkosti. Pokusy na myších ukázaly, že aktivace tohoto okruhu snižuje úzkost, zatímco jeho vypnutí zvyšuje stres. Tato zjištění poskytují neurologický základ pro praktiky, jako je jóga a meditace všímavosti (mindfulness) a naznačují možné terapeutické nástroje pro léčbu úzkosti a panických poruch. Tento objev poukazuje na to, jak může dýchání ovlivňovat duševní pohodu prostřednictvím přímých mechanismů v mozku.

Zdroj: Salk Institute 19. 11. 2024

Hluboký nádech, pomalý výdech...

Není zvláštní, že se dokážeme sami uklidnit tím, že zpomalíme své dýchání?

Lidé již dlouho používají pomalé dýchání k regulaci svých emocí. Přesto se zatím jen málo vědecky zkoumá, jak mozek vědomě řídí naše dýchání a zda to má skutečně přímý vliv na naši úzkost a emoční stav.

Neurovědci ze Salkova institutu nyní poprvé identifikovali specifický mozkový okruh, který reguluje samovolné dýchání. Pomocí myší vědci přesně určili skupinu mozkových buněk v čelní mozkové kůře, jež je spojena s mozkovým kmenem, odkud jsou řízeny životně důležité činnosti, jako je například dýchání.

Podle jejich zjištění toto spojení mezi složitějšími částmi mozku a centrem dýchání v dolní části mozkového kmene umožňuje koordinovat dýchání s naším aktuálním chováním a emočním stavem.

Zjištění publikovaná v časopise Nature Neuroscience 19. listopadu 2024 popisují sadu nových mozkových buněk a molekul, na něž by bylo možné zacílit terapeutické prostředky, které by zabránily hyperventilaci a regulovaly úzkost, paniku nebo posttraumatické stresové poruchy.

„Tělo se přirozeně samo reguluje pomocí hlubokého dýchání, takže sladění dýchání s našimi emocemi nám připadá téměř intuitivní - ale ve skutečnosti jsme nevěděli, jak to funguje v mozku,“ říká hlavní autor Sung Han, docent a vedoucí vývojového oddělení Pioneer Fund na Salku.

„Tím, že jsme odhalili specifický mozkový mechanismus zodpovědný za zpomalení dýchání, může náš objev nabídnout vědecké vysvětlení příznivých účinků praktik, jako je jóga a meditace, na zmírnění negativních emocí a dále je vědecky podložit.“

Dechové vzorce a emoční stav je obtížné oddělit - pokud se úzkost zvyšuje nebo snižuje, mění se i frekvence dýchání. Navzdory této zdánlivě zřejmé souvislosti mezi regulací emocí a dýcháním se předchozí studie důkladně zabývaly pouze podvědomými mechanismy dýchání v mozkovém kmeni.

A zatímco novější studie začaly popisovat vědomé mechanismy řízené shora dolů, žádné konkrétní mozkové obvody nebyly objeveny, dokud se případu neujal Salkův tým.

Vědci předpokládali, že čelní mozková kůra, jež organizuje složité druhy myšlení a chování, nějakým způsobem komunikuje s oblastí mozkového kmene zvanou medula, která řídí automatické dýchání.

Aby to ověřili, nahlédli nejprve do databáze nervových spojení a poté provedli experimenty, při nichž sledovali spojení mezi těmito různými oblastmi mozku.

Tyto počáteční experimenty odhalily nový potenciální dechový okruh. Neurony ve frontální oblasti zvané přední cingulární kůra byly spojeny se střední oblastí mozkového kmene v pons, která pak byla napojena na dřeň těsně pod ní.

Kromě fyzického propojení těchto oblastí mozku bylo také důležité zvážit typy zpráv, které si mohou navzájem posílat. Například, když je dřeň aktivní, iniciuje dýchání.

Zprávy přicházející z ponsu však ve skutečnosti tlumí aktivitu v dřeni, což vede ke zpomalení dechové frekvence. Hanův tým předpokládal, že určité emoce nebo chování by mohly vést k aktivaci korových neuronů v ponsu, což by následně snížilo aktivitu v dřeni, což by vedlo ke zpomalení dechu.

Aby to ověřili, zaznamenávali vědci mozkovou aktivitu myší během chování, které mění dýchání, jako je čichání, plavání a pití, a také během podmínek, jenž vyvolávají strach a úzkost.

Použili také techniku zvanou optogenetika, aby zapnuli nebo vypnuli části tohoto mozkového okruhu v různých emocionálních a behaviorálních kontextech a zároveň měřili dýchání a chování zvířat.

Jejich zjištění potvrdila, že když bylo spojení mezi mozkovou kůrou a ponsem aktivováno, myši byly klidnější a dýchaly pomaleji, ale když byly myši v situacích vyvolávajících úzkost, tato komunikace se snížila a frekvence dýchání se zvýšila.

Navíc, když vědci uměle aktivovali tento okruh kůra-pons-medulla, dech zvířat se zpomalil a zvířata vykazovala méně známek úzkosti. Na druhou stranu, pokud vědci tento okruh vypnuli, frekvence dýchání se zvýšila a myši byly úzkostnější.

Celkově tento okruh přední cingulární kůry, ponsu a meduly podporoval dobrovolnou koordinaci dechové frekvence s chováním a emočními stavy.

„Naše zjištění mě přiměla k zamyšlení: Mohli bychom vyvinout léky, které by aktivovaly tyto neurony a manuálně zpomalily naše dýchání nebo zabránily hyperventilaci při panické poruše?“ říká první autor studie Jinho Jhang, vedoucí výzkumný pracovník v laboratoři Hana.

„Moje sestra, o tři roky mladší než já, trpí panickou poruchou už mnoho let. Stále inspiruje mé výzkumné otázky a mé odhodlání na ně odpovědět.“

Vědci budou pokračovat v analýze obvodu, aby zjistili, zda by jej mohly aktivovat léky, které by na povel zpomalily dýchání. Kromě toho tým pracuje na nalezení opačného obvodu - obvodu zrychleného dýchání, jež je podle nich pravděpodobně také spojen s emocemi.

Doufají, že jejich zjištění povedou k dlouhodobému řešení pro lidi s úzkostnými, stresovými a panickými poruchami, které jejich objev a odhodlání inspirují.

„Chci tyto poznatky využít k návrhu pilulky na jógu,“ říká Han. „Možná to zní hloupě a převedení naší práce do podoby prodejného léku bude trvat roky, ale nyní máme potenciálně cílený mozkový okruh pro vytvoření léčebných přípravků, které by mohly okamžitě zpomalit dýchání a nastartovat klidný, meditativní stav.“

Než čekat na "spásnou" pilulku, možná je lepší naučit se pracovat s dechem, meditací... Trénovat a prohlubovat tyto schopnosti našeho těla. Uvést se sami do stavu relaxace, "rozpustit" napětí a stres skrze náš dech a přítomný okamžik. Bude se nám to všem hodit kdykoliv a kdekoli, zvlášť v dnešní době. 🙂 (pozn. překl.)

Zdroj článku: Breath and Emotion Connected by Newly Identified Brain Circuit

Celá studie zde: A top-down slow breathing circuit that alleviates negative affect in mice

Překlad: Centrum Oberonic

M.V.