一呼一吸之間，大腦神經元在夢中跟隨著呼吸的節奏“加班”

神經科學家已經證明，在睡眠期間，呼吸會協調整個大腦的神經元活動。

當我們睡覺時，大腦仍然在加班忙于“保存”當天的重要記憶。為了實現這一點，大腦區域被同步以協調它們之間的信息傳輸。然而，在多個遠程大腦區域之間實現這種同步的機制尚不清楚。傳統上，這些機制是在大腦內的相關活動模式中尋找的。日前，LMU 神經科學家 Anton Sirota 教授和 Nikolas Karalis 博士表明，現在已經有足夠的證據證明呼吸就像起搏器一樣，可以帶動不同的大腦區域并使它們相互同步。

呼吸是最持久和最基本的身體節律，對自主神經系統產生強烈的生理作用。它還可以調節廣泛的認知功能，例如感知、注意力和思維結構。然而，它對認知功能和大腦的影響機制在很大程度上是未知的。

科學家們在小鼠體內進行了大規模的體內電生理記錄，這些記錄來自邊緣系統的數千個神經元。他們表明，呼吸通過以獨立于嗅覺的方式調節這些回路的興奮性，在所有研究的大腦區域（包括海馬、內側前額葉和視覺皮層、丘腦、杏仁核和伏隔核）中改變和協調神經元活動。研究院Karalis表示：“因此，我們能夠證明存在一種新穎的非嗅覺腦內機制，該機制解釋了呼吸對分布式神經回路的改變，我們將其稱為‘呼吸必然放電’”

這種機制介導了這些大腦區域中睡眠相關活動的協調，這對于記憶鞏固至關重要，并為皮質-海馬回路同步動力學的共同調節提供了手段。根據作者的說法，這些結果代表了向前邁出的重要一步，并為新的機械理論奠定了基礎，這些理論將呼吸節律作為記憶鞏固期間分布式系統通信的基本機制。

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論文原文

https://www.nature.com/articles/s41467-022-28090-5

標簽： 神經元 睡眠 呼吸 節律