Японские учёные выяснили, что память зависит от дыхания

Эксперты уже обсуждали, как дыхание может влиять на память. С использованием электродов исследователи измеряли ритмы мозга у людей и связывали их с дыхательными ритмами и результатами психологических экспериментов. Оказалось, что информация, воспринятая во время вдоха, лучше запоминается (то же самое относится и к распознаванию эмоций). В предыдущем исследовании, опубликованном в прошлом году, рассматривались мыши, и было установлено, что дыхание организует обмен информацией между центрами памяти во сне.

Фото: grafmag.pl

В новом исследовании, опубликованном в Nature Communications, ученые из Медицинского университета Хёго также подчеркивают важность связи между дыханием и памятью. В данном случае исследователи использовали генетически модифицированных мышей, у которых была возможность стимулировать нейроны дыхательного центра в продолговатом мозге. Для этого они использовали оптогенетические методы, которые включали светочувствительные белки в нужные нейроны и манипулировали ими с помощью световых импульсов.

Мыши с оптогенетически активированным дыхательным центром проходили тесты на память. Они должны были запомнить разные объекты и ситуации, а затем дыхательный ритм на короткое время нарушался, вызывая кратковременное прекращение дыхания. Несмотря на это, мозг мышей не реагировал на снижение кровоснабжения, и информация не сохранялась в памяти, даже когда они подвергались стрессовым ситуациям.

Исследователи также выявили, что нарушение дыхательного ритма влияло на активность нейронов гиппокампа, ключевого центра памяти. Хотя нейроны продолжали генерировать импульсы, они не формировали характерные кластеры активности, ответственные за фиксацию информации.

Оказалось, что различные рисунки дыхания могли стимулировать или подавлять память. Например, медленное дыхание ухудшало работу памяти. Однако стоит отметить, что результаты исследования получены на мышах, и, хотя он позволяет предполагать возможное влияние дыхания на память у людей, дополнительные исследования требуются для подтверждения этих выводов.

Мышей с оптогенетическим дыхательным центром проводили через тесты на память. Тесты были разные, в одних мышам нужно было запомнить какой-нибудь предмет, в других их просто пугали, и им нужно было запомнить обстоятельства страха. В тот момент, когда мыши должны были что-то запомнить, у них сбивали дыхательный ритм, вызывая кратковременное апноэ. Мозг не успевал почувствовать сбой в кровоснабжении, но в памяти у мышей ничего не откладывалось — даже тогда, когда их пугали.

Исследователи пишут, что сбой в дыхательном центре влиял на то, как работают нейроны гиппокампа, одного из главных, как мы знаем, центров памяти: нейроны в нём продолжали генерировать импульсы, однако в своей активности они не складывались в характерные кластеры, от которых зависит фиксация информации.

Манипулируя дыхательным центром, можно ускорить дыхание или замедлить, сделать его более глубоким и т. д. Оказалось, что тот или иной рисунок дыхания может стимулировать память или, наоборот, подавлять её; например, при замедленном дыхании память начинала работать хуже.

Здесь, конечно, есть большой соблазн перейти к практическим рекомендациям, однако не стоит забывать, что эксперименты ставили на мышах, а мы от мышей всё-таки сильно отличаемся и размером мозга, и сердечным ритмом, и ритмом дыхания. Хотя не исключено, что проблемы с памятью можно будет в перспективе лечить дыхательными упражнениями, подобранными для конкретного мозга в соответствии с его особенностями.

Вообще же на примере памяти и дыхания хорошо видно, сколько на самом деле в науке нужно усилий, чтобы твёрдо установить ту или иную закономерность. Пусть у нас есть результаты экспериментов на людях, нам всё равно нужны модифицированные мыши для лучшего понимания происходящего в мозге, и уже от мышей мы потом снова должны будем вернуться к людям, чтобы скорректировать более ранние выводы и отделить в них человеческие частности от более общих нейробиологических феноменов.