נשימה עמוקה פנימה, נשימה איטית החוצה… האם זה לא מוזר שאנחנו יכולים להרגיע את עצמנו על ידי האטת הנשימה שלנו? בני אדם השתמשו זה מכבר בנשימה איטית כדי לווסת את רגשותיהם, ותרגולים כמו יוגה ומיינדפולנס אף הפכו לפופולריות טכניקות צורניות כמו נשימה קופסית. ובכל זאת, הייתה הבנה מדעית מועטה של האופן שבו המוח שולט במודע בנשימה שלנו והאם יש לכך השפעה ישירה על החרדה והמצב הרגשי שלנו.
מדעני מוח במכון סאלק זיהו כעת, לראשונה, מעגל מוחי מסוים המווסת את הנשימה באופן רצוני. באמצעות עכברים, החוקרים זיהו קבוצה של תאי מוח בקליפת המוח הקדמית המתחברת לגזע המוח, שם נשלטות פעולות חיוניות כמו נשימה. הממצאים שלהם מצביעים על הקשר הזה בין החלקים המתוחכמים יותר של המוח ומרכז הנשימה של גזע המוח התחתון מאפשר לנו לתאם את הנשימה שלנו עם ההתנהגויות הנוכחיות והמצב הרגשי שלנו.
הממצאים, שפורסמו ב מדעי המוח בטבע ב-19 בנובמבר, 2024, תאר קבוצה חדשה של תאי מוח ומולקולות שניתן למקד אותן באמצעות תרופות למניעת היפרונטילציה ולוויסות חרדה, פאניקה או הפרעות דחק פוסט-טראומטית.
הגוף מווסת את עצמו באופן טבעי בנשימות עמוקות, כך שהתאמה של הנשימה שלנו עם הרגשות שלנו נראית לנו כמעט אינטואיטיבית – אבל לא ממש ידענו איך זה עובד במוח. על ידי חשיפת מנגנון מוחי ספציפי שאחראי להאטת הנשימה, התגלית שלנו עשויה להציע הסבר מדעי להשפעות המיטיבות של תרגולים כמו יוגה ומיינדפולנס על הקלה על רגשות שליליים, ולבסס אותם עוד יותר במדע."
סונג האן, סופר בכיר, פרופסור חבר וקתדרה לפיתוח קרן פיוניר בסאלק
קשה להתיר את דפוסי הנשימה והמצב הרגשי – אם החרדה גוברת או יורדת, כך גם קצב הנשימה עולה. למרות הקשר הברור לכאורה הזה בין ויסות רגשי לנשימה, מחקרים קודמים רק חקרו ביסודיות מנגנוני נשימה תת-מודעים בגזע המוח. ובעוד שמחקרים חדשים יותר החלו לתאר מנגנונים מודעים מלמעלה למטה, לא התגלו מעגלים מוחיים ספציפיים עד שצוות סאלק בחן את המקרה.
החוקרים הניחו שקליפת המוח הקדמית של המוח, שמזמרת מחשבות והתנהגויות מורכבות, מתקשרת איכשהו לאזור גזע המוח שנקרא מדולה, השולטת בנשימה האוטומטית. כדי לבדוק זאת, הם פנו תחילה במסד נתונים של קישוריות עצבית ולאחר מכן ערכו ניסויים כדי לאתר את הקשרים בין אזורי המוח השונים הללו.
ניסויים ראשוניים אלה חשפו מעגל נשימה פוטנציאלי חדש: נוירונים באזור חזיתי הנקרא קליפת המוח הקדמית חוברו לאזור גזע מוח ביניים בפונס, אשר חובר לאחר מכן למדולה ממש מתחת.
מעבר לקשרים הפיזיים של אזורי מוח אלו, היה חשוב גם לשקול את סוגי המסרים שהם עשויים לשלוח זה לזה. לדוגמה, כאשר המדולה פעילה, היא יוזמת נשימה. עם זאת, הודעות שיורדות מהפונס למעשה מעכבות את הפעילות במדולה, מה שמוביל להאטה בקצב הנשימה. הצוות של האן שיער שרגשות או התנהגויות מסוימות עלולות להוביל נוירונים בקליפת המוח להפעיל את ה-pons, מה שאחר כך יוריד את הפעילות במדולה, וכתוצאה מכך נשימה איטית יותר.
כדי לבדוק זאת, החוקרים תיעדו פעילות מוחית בעכברים במהלך התנהגויות שמשנות את הנשימה, כמו הרחה, שחייה ושתייה, וכן במהלך מצבים המעוררים פחד וחרדה. הם גם השתמשו בטכניקה שנקראת אופטוגנטיקה כדי להפעיל או לכבות חלקים ממעגל המוח הזה בהקשרים רגשיים והתנהגותיים שונים תוך מדידת הנשימה וההתנהגות של בעלי החיים.
הממצאים שלהם אישרו שכאשר החיבור בין הקורטקס לפונס הופעל, העכברים היו רגועים יותר ונשמו לאט יותר, אך כאשר העכברים היו במצבים מעוררי חרדה, התקשורת הזו ירדה, וקצב הנשימה עלו. יתר על כן, כאשר החוקרים הפעילו באופן מלאכותי את מעגל הקורטקס-פונס-מדולה הזה, נשימת החיות האטה, והם הראו פחות סימני חרדה. מצד שני, אם החוקרים סגרו את המעגל הזה, קצב הנשימה עלו, והעכברים נהיו חרדים יותר.
בסך הכל, מעגל הקורטקס-pons-medulla הקדמי הזה תמך בתיאום רצוני של קצבי הנשימה עם מצבים התנהגותיים ורגשיים.
"הממצאים שלנו גרמו לי לחשוב: האם נוכל לפתח תרופות כדי להפעיל את הנוירונים האלה ולהאט באופן ידני את הנשימה שלנו או למנוע היפרונטילציה בהפרעת פאניקה?" אומר המחבר הראשון של המחקר Jinho Jhang, עמית מחקר בכיר במעבדה של האן. "אחותי, הצעירה ממני בשלוש שנים, סובלת מהפרעת פאניקה במשך שנים רבות. היא ממשיכה להוות השראה לשאלות המחקר שלי ולמסירות שלי לענות עליהן".
החוקרים ימשיכו לנתח את המעגל כדי לקבוע אם תרופות יכולות להפעיל אותו להאטת נשימה לפי פקודה. בנוסף, הצוות עובד כדי למצוא את המעגל ההפוכה-;א מָהִיר מעגל הנשימה, שלדעתם קשור כנראה גם לרגש. הם מקווים שהממצאים שלהם יביאו לפתרונות ארוכי טווח עבור אנשים עם הפרעות חרדה, מתח ופאניקה, המעוררים השראה לגילוי ולמסירות שלהם.
"אני רוצה להשתמש בממצאים האלה כדי לעצב גלולת יוגה", אומר האן. "זה אולי נשמע מטופש, והתרגום של העבודה שלנו לתרופה ניתנת לשיווק ייקח שנים, אבל עכשיו יש לנו מעגל מוחי שניתן למטרה ליצירת תרופות שיכולות להאט את הנשימה באופן מיידי וליזום מצב שליו ומדיטטיבי".
מחברים אחרים כוללים את Shijia Liu, Seahyung Park ודיוויד אוקיף מסאלק.
העבודה נתמכה על ידי מכון קוולי למוח ונפש (IRGS 2020-1710).
