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實習醫生日記之頑固失眠

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實習醫生日記之—妊娠劇吐

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Science: 呼吸是怎樣影響情緒的

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摘要:幾百年來人們通過放慢呼吸的方式來放松現在研究人員認為將呼吸與平靜的感覺聯系起來的是腦干中的一小部分神經元
Science: 呼吸是怎樣影響情緒的

2017年4月5日 /生物谷BIOON/--幾百年來,人們通過放慢呼吸的方式來放松。 有時它的形式是冥想或瑜伽; 其他時候,它是恐慌發作之前的十次深呼吸。
不管哪種形式,科學證據表明我們的呼吸可以引起寧靜的感覺 - 盡管沒有人能夠準確地弄明白這是如何發生的。 現在,研究人員認為他們可能在小鼠身上找到了答案,即將呼吸與平靜的感覺聯系起來的是腦干中的一小部分神經元。
需要說清的是,研究迄今為止僅限于小鼠 - 科學家尚未將結果復制到人類中。
但小鼠的大腦與人類大腦有許多相似之處,所以這是一個很好的起點,我們終于可以在生理層面上解釋諸如冥想和瑜伽之類的練習是如何帶來平靜和欣快的感覺的了。
斯坦福大學醫學院首席研究員Mark Krasnow表示:“這項研究的有趣之處在于它提供了細胞和分子層面上的理解。“
所討論的細胞群屬于Bötzinger前復合體(pre-Bötzinger complex),即腦干內部深處的神經元區域,它在我們每次吸氣或呼氣時都會活動,就像呼吸起搏器一樣。
這個結構在1991年首次在小鼠中發現,但在人類中,類似的結構也被發現過。
Krasnow說: “呼吸起搏器的工作在某些方面比心臟起搏器更難。”
“與心臟的一維、連續慢至快不同,呼吸有許多不同類型:正常、興奮、嘆氣、打呵欠、喘氣、睡覺、笑,以及抽泣。 ”
“我們想知道,是不是呼吸控制中心的不同亞型的神經元控制著這些不同類型的呼吸,” 他補充說。
去年,Krasnow和他的團隊發現證據顯示,這個前Bötzinger復合體中的一小部分神經元完全負責產生嘆息 - 沒有它們,實驗小鼠從來沒有嘆口氣,當它們被刺激時,小鼠嘆息不止。
在這篇最新的文章中,他們發現在復合體中有一個單獨的具有更多的“禪宗“功能的神經元組 - 它們根據我們的呼吸來調節平靜和喚醒狀態。
為了弄清楚這一點,該團隊確定了兩種稱為Cdh9和Dbx1的基因標記,他們在前Bötzinger復合體中是活躍的,并且似乎與呼吸有關。
然后他們對小鼠實施基因工程,使它們沒有表達這兩個基因的任何神經元 – 這意味著取出了腦干中含有大約175個神經元的亞群。
有趣的是,沒有這些神經元的小鼠仍然正常呼吸,除了一個關鍵的差異 - 它們比正常小鼠呼吸更慢。
加利福尼亞大學舊金山分校的研究小組的Kevin Yackle表示:“我最開始是感到失望的。“
不過,過了幾天,研究團隊注意到了奇怪的事情 - 與對照組小鼠相比,沒有Cdh9和Dbx1神經元的小鼠非常平靜。 他們仍然表現出多種呼吸,但他們的速度都慢了很多。
如果你把它們放到一個新奇的環境中,通常這會激起大量嗅探和探索,”Yackle說,“它們卻只是四處坐著,自行生活”。對于小鼠來說,這被認為是他們大腦處于“禪宗”狀態的證據。
“我們完全驚訝了,” Yackle說。 “這肯定不是我們原來期望看到的。”
經進一步調查后,該團隊發現證據顯示,這些神經元與藍斑核形成了聯系。
藍斑核為一個腦干區域,它的功能涉及調節喚醒和情緒,以及在夜間喚醒我們并引發焦慮和痛苦。
該團隊得出結論,這一組神經元不是調節呼吸,而是回應它,并將其發現報告給藍斑核,以便調節我們的情緒。
Krasnow說: “如果什么東西損害或加速了你的呼吸,您需要馬上意識到。 這175個神經元,就是在告訴大腦的其他部分發生了什么,它們是絕對關鍵的。”
你可以看到下面的路徑(綠色),直接將大腦的呼吸中心連接到喚醒中心和大腦其余部分。
Science: 呼吸是怎樣影響情緒的
圖作者:Krasnow 實驗室
這項工作絕對是向前邁進的一大進步,但是我們需要牢記,關于前Bötzinger復合體是如何運作的,特別是在人類身上,我們還有很多需要了解的。
然而, 沒有參與研究、來自法國國家衛生研究所的神經生物學家(Antoine Lutz)說,新的研究增加了這種說法的可能性,即“積極操控呼吸的任何形式-瑜伽,印度式調息,或冥想 - 可能正在使用這種途徑來調節某些方面的喚醒”。
雖然其他團隊現在需要在小鼠和人類身上進行進一步研究,但是Krasnow和他的團隊正在繼續了解其他可能藏在前Bötzinger復合體中的秘密。
Feldman說:“前Bötzinger復合體似乎在呼吸對覺醒和情緒的影響中起著關鍵作用,例如在冥想活動中。”
“我們希望能通過了解這部分大腦的功能來治療壓力、抑郁和其他消極情緒。”(生物谷bioon.com)
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原始出處:Kevin Yackle, Lindsay A. Schwarz2, Kaiwen Kam, Jordan M. Sorokin, John R. Huguenard, Jack L. Feldman, Liqun Luo, Mark A. Krasnow. Breathing control center neurons that promote arousal in mice. 2017. Science. DOI: 10.1126/science.aai7984
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Science: 呼吸是怎樣影響情緒的
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