Prirodni i spontani uzorci disanja tijela poznati su kao medularna respiratorna aktivnost, koja se odvija u centru kontrole disanja mozga zvanom produžena moždina. Posebno su važni mali skupovi neurona unutar Pre-Bötzinger kompleksa (PreBötC) smještenog unutar produžene moždine.

"Disanje je temeljna funkcija podrške životu kod sisavaca", objašnjava neuroznanstvenik Nozomu Nakamura s Medicinskog sveučilišta Hyogo u Japanu. "Iako detalji vezani uz respiratornu funkciju tijekom aktivnih stanja mozga još nisu potpuno jasni, nedavna istraživanja sugeriraju da disanje može imati važnu ulogu."

U nedavnom istraživanju znanstvenici su intervenirali u PreBötC kod genetski modificiranih miševa. Rezultati su pokazali da miševi privremeno zaustavljeni u disanju imaju slabiju sposobnost formiranja važnih memorija tijekom testova prepoznavanja objekata i uvjetovanja strahom.

Osim toga, prekidi u disanju također su utjecali na aktivnost hipokampusa mozga, ključnog za dugoročno i kratkoročno pohranjivanje memorija, tijekom procesa prisjećanja. Dodatni testovi su pokazali da prisilno mijenjanje uzoraka disanja poboljšava memoriju miševa, dok usporavanje disanja pogoršava memoriju.

Prethodna istraživanja istog tima već su ukazivala na povezanost između disanja i performansi pamćenja kod ljudi. Promjene u uzorcima disanja, poput prelaska iz izdisaja u udah tijekom obavljanja zadaće pamćenja, rezultirale su sporijim i manje točnim prisjećanjem informacija.

Daljnje istraživanje povezalo je lošiju izvedbu pamćenja s deaktivacijom temporoparijetalnog spoja (TPJ), dijela mozga koji upravlja različitim zadacima i procesira informacije iz tijela i okoline te određuje prikladne reakcije.

Istraživači sugeriraju da određeni obrasci disanja, uključujući prelazak iz izdisaja u udah (ekspiratorijski-na-inspiratorijski prijelaz), resetiraju obradu koju TPJ provodi. Ovi učinci trebaju biti dalje istraženi na ljudima, što predstavlja mogući smjer budućih studija.

Već znamo da disanje može utjecati na mozak, primjerice, vježbe disanja mogu nas smiriti. Tim iza ovog istraživanja sugerira da svjesno prilagođavanje uzoraka disanja može imati terapijsku primjenu u liječenju depresije i neuropsihijatrijskih poremećaja.

"Daljnja istraživanja bit će usmjerena na detaljnije razumijevanje uloge disanja i molekularnih mehanizama u mozgu, kako bismo bolje shvatili utjecaj disanja na toleranciju na stres", ističu znanstvenici.