Форма каждого вдоха связана с формой мозговых волн
Внутричерепные записи у 16 человек выявили поцикловую связь дыхания с нейронными колебаниями, но не установили причину и не позволяют предсказывать приступы.
Дыхание действует в мозге не как равномерный метроном. В записях у 16 человек длительность, асимметрия и другие особенности каждого вдоха и выдоха сопровождались изменениями формы нейронных осцилляций — ритмических колебаний электрической активности групп нейронов. Главный вывод состоит в гораздо более подробной временной связи, чем показывает частота дыхания; он не доказывает, что форма вдоха вызывает соответствующую мозговую волну.
Eena Kosik-Rose из Калифорнийского университета в Сан-Диего (University of California San Diego, UC San Diego) руководила работой с Bradley Voytek и коллегами, опубликованной в Journal of Neuroscience. Институциональный материал UC San Diego Today написала Christine Clark; на Medical Xpress предоставленный университетом текст редактировала Sadie Harley и проверял Robert Egan. Группа изучила три набора данных внутричерепной электроэнцефалографии — инвазивной записи электрической активности электродами в мозге — полученных при клиническом мониторинге лекарственно-устойчивой эпилепсии.
Для каждого дыхательного цикла исследователи сопоставляли поток воздуха через нос и движения груди и живота с локальными полевыми потенциалами, суммарными электрическими сигналами нейронов возле электрода. Каналы в лимбических областях, связанных среди прочего с эмоциями и памятью, и в коре показали сопряжение формы дыхательной волны с формой нейронного цикла. Метод видит различия, которые стирает среднее число вдохов в минуту. Но участники не представляют общую популяцию, а расположение электродов определялось клинической необходимостью.
Авторы называют будущим направлением изучение внезапной неожиданной смерти при эпилепсии, когда человек умирает без явной непосредственной причины, и синдрома внезапной детской смерти, необъяснимой смерти младенца во сне. Нынешняя работа не даёт сигнала тревоги, биомаркера или лечения. Данные подтверждают точное дыхательно-нейронное сопряжение у инвазивно наблюдавшихся пациентов; они не подтверждают причинность, диагноз или всеобщий произвольный контроль мозга дыханием. Результат важен как связь тела и мозга, скрытая усреднением, а решающая неопределённость — воспроизводится ли она неинвазивно у здоровых людей и во время клинических событий.
Главные выводы
- Дыхание и мозговую активность сравнили у 16 людей с эпилепсией.
- Форма каждого вдоха была связана с формой нейронных колебаний.
- Результат не доказывает причинность и не предсказывает смерть или приступы.