深呼吸可缓解焦虑？斯坦福科学家解释其中道理！

霍华德·休斯医学研究所的研究人员Krasnow说：“在某些方面，呼吸‘起搏器’比心脏更重要，与心脏只负责缓慢到快速的连续节律不同，它负责许多不同类型的呼吸——正常、兴奋、叹气、打呵欠、喘气、睡觉、笑、抽泣时的呼吸，我们想知道是否在呼吸控制的过程中，不同亚型的神经元是否负责着不同呼吸类型。”

根据这个计划，Yackle博士搜索了基因数据库，找出小鼠脑干中控制呼吸中心的相关被激活的基因。最后发现，控制该中心的是pre-Bötzinger复合体或preBötC基因。

他确定了许多这样的基因，并让研究人员确认了60个独立的神经元亚型，它们的基因激活特征呈现彼此的分化，在preBötC中，这种基因活化特征如搅拌好的意大利面一样移动。由于基因是蛋白质的模板，所以科学家使用这些基因进行标记，这些标记的基因能够使不同的神经元亚型电位归零。

神经元基因敲除

现在科学家们可以系统评估实验室小鼠身上每个神经元亚群的作用。由于每个亚型基于其独特的基因特征，使用先进的技术，他们可以选择性地破坏这些神经元亚型中的任何一个，然后，他们可以观察这种特定亚型的缺失如何影响动物的呼吸。

在2016年，与Feldman合作时，他们成功地敲除了preBötC中明确控制一种呼吸类型——“叹气”的神经元亚类。敲除这类神经元后，留下的其他呼吸模式不受影响。这一发现于2016年发表在《自然》杂志上。

Krasnow和Yackle随后开始发现另外一个约175个preBötC神经元亚群对呼吸的作用，其特征在于Cdh9和Dbx1的两个遗传标记共同表达。使用生物工程技术对小鼠进行处理后，它们可以随意地敲除带有这两种标记物的神经元。

但是，一旦这些小鼠的Cdh9 / Dbx1神经元被消除，它们似乎变得特别冷静。不同于之前缺失“叹息”的小鼠，这些小鼠的呼吸并没有发生任何异常。

“我最初很失望”，Yackle说。

但是几天之后，他注意到了一些细节：“如果你把它们放在一个通常会刺激嗅觉和激起探索欲望的新环境中，小鼠非常平静”，Yackle说，“在新环境中，正常小鼠会有大量的闻嗅和探索行为；但是这些Cdh9 / Dbx1神经元被消除的小鼠只会淡定的梳理毛发。”

冷静下来

进一步的分析显示，虽然这些小鼠仍然展现出从叹息到呼气的完整呼吸调节，但是其中比例发生了很大变化。快速呼吸较少，更多的是与冷静相关的缓慢呼吸。

调查人员猜测，这些神经元不是调节呼吸，而是“间谍”，这些神经元将其发现报告给脑干中的另一个结构——蓝斑。蓝斑会将信号发送到几乎整个脑，唤醒我们，保持警觉；如果必要，还会引起焦虑和不安。我们已知的是，蓝斑中的神经元能表现出与呼吸节奏相关的行为。

在一系列实验中，斯坦福大学的研究人员证实，这是一个新的发现，表达Cadh9和Dbx1的preBttC神经元不仅可以投射到蓝斑，而且能在激活后进行长距离投射，促进大脑的唤醒。

Krasnow说：“如果身体某些东西受损或你的呼吸加速，你的大脑能马上知道，这175个神经元会唤起你平息的大脑，大脑会意识到发生了什么，是不是绝对紧要的。”

Feldman说：“PreBötC似乎在呼吸对大脑觉醒和情绪的影响中起着关键的作用，例如在瑜伽中冥想的过程就会反映这一点。我们希望理解这个中心的功能，使我们将来可以治疗有压力、抑郁和有其他消极情绪的患者。”

编辑：雪岸，Verdi

参考：https://medicalxpress.com/news/2017-03-brain-tranquility.html

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