Почему глубокое дыхание помогает контролировать тревогу и стресс?

Давно известно, что глубокое дыхание помогает нам успокоиться, но только сейчас ученые нашли цепь нейронов в мозге, которые контролируют этот процесс.

В ходе экспериментов на мышах ученые выявили схему нейронов - крошечное скопление (всего лишь 350 нервных клеток среди миллионов в мозге мыши), которая регулирует связь между дыханием и активностью мозга и влияет на то, насколько спокойно ведет себя животное.

Когда эти клетки были удалены, ученые обнаружили, что мыши могут нормально дышать, но становятся непривычно спокойными. Это открытие, говорят исследователи, может однажды привести к разработке терапии, призванной помочь людям, которые испытывают тревогу, стресс и панику.

Документ с описанием исследования был опубликован 30 марта в журнале Science.

Ритм жизни

Дыхание является бессознательным, непроизвольным действием, и одним из самых основных ритмов жизни. Во время этого процесса большинство животных вдыхают кислород, создавая энергию на клеточном уровне, а затем выдыхают углекислый газ, который является побочным продуктом этого клеточного дыхания.

Тем не менее на протяжении тысячелетий люди знали, что, делая медленные и глубокие вдохи, можно успокоиться и уменьшить стресс. А вот приступы паники могут заставить человека делать короткие, быстрые вдохи, которые еще больше усугубляют чувство неловкости.

Нейронные пути

Исследователи знают, что дыхание регулируется нервными цепями по всему мозгу, но до сих пор они не могли обозначить цепь нейронов, которые связывают дыхание с такими эмоциональными состояниями, как тревога и спокойствие.

В новой работе команда во главе с доктором Марком Красновым, профессором биохимии в медицинской школе Стэнфордского университета, искала основную область мозга, которая контролирует ритмы дыхания. Оказалось, что она находится в зачаточной части ствола мозга. Во время эксперимента, который был кульминацией многолетней работы с участием таких методов, как нейронное картирование и генная инженерия, команда Краснова нацелилась на ответственную за этот процесс схему.

Ученые нашли подмножество нейронов в комплексе, который передает сигналы в области варолиевого моста, контролирующие чувства настороженности, внимания и стресса. Кроме того, они обнаружили, что эти нейроны экспрессируют два белка - CDH9 и DBX1, которые контролируются генами Cdh9 и Dbx1 соответственно.

Генная инженерия

Затем ученые обратились к генной инженерии, чтобы приглушить гены Cdh9 и Dbx1. Благодаря этому они смогли выбрать и удалить около 350 нейронов в мозгу мышей, которые, как принято считать, связывают дыхание с возбуждением, но оставить все остальные нейроны нетронутыми, по словам ведущего автора исследования доктора Кевина Якла из Стэнфордского университета. После этого исследователи увидели, что мыши начали вести себя очень спокойно.

Фармакологический подход

Хотя глубокое дыхание является простым и безопасным способом контролировать тревогу и стресс, Якл видит потенциал для развития лекарственных средств, которые нацелены на эти гены.

"При панических расстройствах человек практически неспособен контролировать свое дыхание", - сказал он. В таких случаях фармакологический подход будет иметь ключевое значение в предотвращении панических атак, запускаемых частым дыханием.

Якл также сказал, что синдром внезапной детской смерти (СВДС) может происходить, когда мозг не ощущает нехватки кислорода, в то время как ребенок спит, и поэтому не дает телу сигнал к пробуждению. Некоторые дети могут иметь более высокий риск СВДС по генетическим причинам или из-за того, что родились недоношенными. В таких случаях детям с самым высоким риском СВДС может быть полезной терапия, которая улучшает нервные сигналы между потреблением кислорода и возбуждением.