Forskning viser at et lite nettverk av nevroner kontinuerlig justerer pusten vår.
Ny forskning finner at et lite nettverk av nevroner er ansvarlig for å skape en unik rytme for hvert pust som vi tar.
Det er uten tvil noe viktigere en person har å gjøre enn å puste.
Puste skjer mesteparten av tiden uten at vi trenger å tenke på det og en god ting også-det holder oss i live.
Man kan forvente at en slags kraftig nevrologisk klokke regulerer pusten vår. Forskere ved University of California Los Angeles (UCLA) har imidlertid funnet ut at det ikke er så enkelt.
Bak pusten vår ligger en mekanisme som er betydelig mer improviserende enn eksperter tidligere har mistenkt.
For hvert eneste åndedrag avfyres de ansvarlige nevronene i usynkronisert kaos før de til slutt samles sammen til et enkelt sammenhengende signal som ber motorneuroner produsere en inhalasjon.
Studien vises i tidsskriftet Neuron.
Som et kor
«Vi ble overrasket over å høre at hjernecellene våre fungerer sammen for å generere pusterytme er forskjellige hver gang vi puster» sier seniorforfatter Jack Feldman.
Det overraskende kompliserte samspillet og forhandlingene som går foran hvert åndedrag minner førsteforfatter Sufyan Ashhad om et kor:
«Det er som at hvert nevron renser halsen og øver på avstemningstasten så deres kollektive lyd gir ikke mening. Når nevronene interagerer synkroniseres de imidlertid raskt for å synge i melodi og transformerer sine individuelle solo fra kakofoni til harmoni. «
«Hvert åndedrag» sier Feldman «er som en ny sang med samme takt.»
Feldmans tidligere forskning hadde identifisert et lite nettverk av nevroner som han kalte preB & ouml; tzinger Complex som regulator for pusten vår.
Når han identifiserte nevronene fant han seg imidlertid konfrontert med en gåte som den nye forskningen hans forsøker å løse: Aktiviteten i komplekset var på et underlig lavt nivå og likevel på en eller annen måte kraftig nok til å håndtere generasjonen av pusterytme.
Avsløringen i den nye forskningen er at det er summen av kompleksets nevroner-når de endelig blir organisert og skyter sammen-som gir et signal som er tilstrekkelig til å generere en inhalasjon.
Feldman sier «Med tanke på pustens pålitelighet var vi overrasket over å oppdage at hvordan disse nevronene beveger seg for å synkronisere og generere rytme er forskjellig i hver pustesyklus.»
Et fleksibelt system
For å høre på preB & ouml; tzinger Complex neurons «-interaksjonen isolerte forskerne nevronene fra hjernestammen i en musevævsprøve.
Etter å ha lagt dem i en laboratorieskål kunne forskere registrere nevronenes elektriske aktivitet avlytting på det metaforiske koret deres stemte opp og til slutt synge sammen i harmoni.
Perioden der nevroner trener og interagerer med hverandre før et sammenhengende signal dannes kan være et tilpasningsmiddel.
«Pusterytmen endrer seg konstant-fra når du reiser deg fra sittende til å stå og går ut av huset ditt. Hvis hjernen din ikke automatisk kunne tilpasse seg vil du passere fra mangel på oksygen før du når gaten» påpeker Feldman.
Forskernes «observasjoner antyder at de individuelle nevronene» «improvisasjoner» faktisk er deres individualiserte svar på gjeldende forhold og respirasjonskrav.
Det synkroniserte signalet er da summen av medlemmene sine svar og tilpasser det til dagens forhold. Dette signalet får membranen og brystet til å trekke seg sammen i passende grad for kroppens nåværende behov. Denne sammentrekningen utvider brystet og trekker inn akkurat den rette mengden luft.
Gitt den grunnleggende viktigheten av pust håper Feldman at forskningen hans til slutt kan føre til nye måter å behandle pusteforstyrrelser som søvnapné samt pusteproblemer som er vanlige hos autistiske barn.
Det kan også presentere et mer effektivt middel for å håndtere potensielt dødelig pusteundertrykkelse som følger med opioidbruk.
«Vårt hjem-budskap er at det er viktig å studere nevroner» -effekt på kollektivt nivå ikke bare i individuelle celler. Vi er optimistiske for at dette funnet vil åpne for nye retninger for forskning og løse et spørsmål som er vedvarende i århundrer.»
– Sufyan Ashhad
- Skriv ut
- Tweet