חרדה ורגשות שליליים מופחתים על ידי מעגל מוחי שמאט במודע את הנשימה

חוקרים במכון סאלק גילו מסלול מוחי המחבר את הקורטקס הקדמי לגזע המוח, ומציע מטרות טיפוליות פוטנציאליות לחרדה, פאניקה ו-PTSD.

במחקר שפורסם לאחרונה ב מדעי המוח בטבעחוקרים חקרו את המסלולים העצביים המקשרים בין קליפת המוח הקדמית (dACC) לבין הגרעין הרטיקולרי הפונטי (PnC) בעכברים כדי להבין את המסלולים הנוירונים שמאטים את הנשימה ומקלים על רגשות שליליים כמו חרדה.

על ידי חקירת מעגל קורטיקופונטין זה, המחקר סיפק תובנות כיצד נשימה איטית משפיעה על ויסות רגשי, ומציע נקודות מבט חדשות על מנגנוני ויסות המתח.

רֶקַע

הנשימה חיונית לשמירה על רמות החמצן והיא ממלאת תפקיד מרכזי בוויסות רגשי והתנהגותי. בני אדם יכולים להתאים במודע את הנשימה שלהם, ולעיתים קרובות משתמשים במקצבים איטיים יותר כדי להפחית מתח וחרדה. בעוד שגזע המוח שולט בדפוסי נשימה אוטומטיים, אזורי מוח גבוהים יותר כגון קליפת המוח הקדמית (ACC) תורמים לנשימה רצונית, במיוחד במהלך פעילויות כגון דיבור ובליעה.

יתר על כן, שליטה בקליפת המוח בנשימה עשויה להשפיע גם על מצבים רגשיים, שכן חרדה קשורה לעתים קרובות לנשימה מהירה ורדודה, בעוד נשימה איטית מקדמת הרפיה. עם זאת, למרות הקשר המבוסס בין נשימה לרגש, המנגנונים שבאמצעותם תשומות קליפת המוח משפיעות על מרכזי הנשימה בגזע המוח נותרו לא ברורים.

עד כה, המחקר בנושא זה התמקד במידה רבה במסלולי גזע המוח, והותיר פערים משמעותיים בהבנה כיצד שליטה מלמעלה למטה משתלבת עם תגובות רגשיות. חקירת מנגנונים אלה יכולה לעזור להבין את הבסיס הביולוגי לשימוש בטכניקות נשימה איטית בניהול מתח וחרדה.

לגבי המחקר

במחקר הנוכחי, החוקרים חקרו מעגל קורטיקופונטין המחבר את dACC ל-PnC בעכברים. באמצעות מעקב רטרוגרדי עם תת-יחידה B של רעלן כולרה, הם זיהו את הנוירונים ב-dACC שמקרינים ל-PnC.

יתרה מזאת, חלבונים רגישים לאור – Channelrhodopsin-2 להפעלה והלורודופסין לעיכוב – באו לידי ביטוי בנוירונים אלה באמצעות וקטורים ויראליים הקשורים לאדנו. המחקר השתמש אז באופטוגנטיקה, שהיא השימוש באור כדי לשלוט בפעילות של תאים, כמו נוירונים, כדי לבצע מניפולציה סלקטיבית של מעגלים אלה.

דפוסי הנשימה תועדו באמצעות אינדוקנטי plethysmography וחיישני תרמיסטור האף בהרדמה קלה ובמצבים שבהם העכברים התנהגו בחופשיות. בנוסף, הפעילות העצבית במסלול המקשר בין dACC ל-PnC (dACC→PnC) נוטרה באמצעות הדמיית סידן, באמצעות מדדי GCaMP, שהם מדדי סידן מקודדים גנטית המכילים קלמודולין וחלבון פלואורסצנטי ירוק.

ניטור הפעילות העצבית נערך במהלך התנהגויות ספציפיות כמו שתייה וחקר סביבות מעוררות חרדה. המחקר כלל ניסויים התנהגותיים כמו מבחני מוגבה פלוס ומבחני העדפת אור-חושך כדי להעריך התנהגויות דמויות חרדה.

החוקרים זיהו גם מטרות במורד הזרם של מסלול הקורטיקופונטין dACC→PnC המציגים את מרכזי הנשימה בגזע המוח ואזורי המוח הקדמי המעורבים בוויסות רגשי. תחזיות אלו מופו באמצעות מעקב אנטרוגרד והפעלה אופטוגנטית של מסופי אקסון ספציפיים.

בנוסף, הוערכה גם התלות של מעגל dACC→PnC בסנכרון הנשימה במהלך פעולות מכוונות, כגון שתייה. זה כלל מניפולציה של פעילות המעגל וניתוח שינויים הקשורים לדפוסי נשימה ולתוצאות התנהגותיות.

תוצאות

החוקרים מצאו שה-dACC מתקשר עם ה-PnC כדי לווסת את הנשימה והחרדה, והפעלת מעגל dACC→PnC הפחיתה את קצבי הנשימה והקלה על התנהגויות דמויות חרדה מבלי לשנות ערכיות רגשית, מה שקובע אם רגש הוא שלילי או חיובי.

מסלול זה כלל נוירונים ב-PnC שהשתמשו בחומצה גמא-אמינו-בוטירית (GABA) כדי לעכב את מרכזי הנשימה בגזע המוח ולהקרין לאזורי המוח הקדמי המעורבים בוויסות רגשי, מה שאיפשר אפנון סימולטני של נשימה וחרדה.

יתר על כן, במהלך התנהגויות הדורשות תיאום נשימתי, כגון שתייה, מעגל dACC→PnC הראה פעילות מוגברת, המתאם עם נשימה איטית יותר. במצבים מעוררי חרדה, הפעלת המעגל קידמה דפוסי נשימה איטיים יותר והפחתת התנהגויות הקשורות לחרדה.

לדוגמה, ההפעלה האופטוגנטית של מסלול dACC→PnC הגבירה את החקירה במבחני חרדה כמו משימת ההעדפה הגבוהה פלוס המבוך והאור-חושך, מה שמצביע על חרדה מופחתת. לעומת זאת, עיכוב מעגל זה הפחית את החקירה, הגבירה התנהגויות דמויות חרדה ופגיעה בתיאום הנשימה במהלך פעילויות מכוונות.

יתרה מכך, מיפוי הקישוריות של המעגל גילה כי נוירוני dACC→PnC משפיעים הן על מרכזי הנשימה בגזע המוח והן על מבני המוח הקדמיים הקריטיים לתגובות רגשיות. תפקיד כפול זה הדגיש את יכולתו של המעגל לסנכרן מצבי נשימה ורגש.

בינתיים, מניפולציה אופטוגנטית אישרה שפעילות המסלול מווסתת באופן ישיר את הקלה בחרדה באמצעות השפעתה על מקצבי הנשימה, תוך יצירת קשר עצבי בין שיטות נשימה איטיות וויסות רגשי.

מסקנות

בסך הכל, המחקר זיהה את מעגל dACC→PnC כמווסת מפתח של מצבי נשימה ורגש. התוצאות הצביעו על כך שמסלול זה מווסת את קשרי גזע המוח והמוח הקדמי כדי להאט את הנשימה ולהביא להקלה בחרדה, מה שמציע תובנות חשובות כיצד שיטות נשימה מכוונות מפחיתות מתח.

ממצאים אלו חשפו מטרות פוטנציאליות לטיפולים המתייחסים לחרדה ולמצבים קשורים והדגישו את החשיבות של שליטה בקליפת המוח באינטגרציה נשימתית ורגשית.