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实习医生日记之顽固失眠

实习医生日记之顽固失眠

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实习医生日记之—妊娠剧吐

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实习医生日记之猪蹄脚

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Science: 呼吸是怎样影响情绪的

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摘要:几百年来人们通过放慢呼吸的方式来放松现在研究人员认为将呼吸与平静的感觉联系起来的是脑干中的一小部分神经元
Science: 呼吸是怎样影响情绪的

2017年4月5日 /生物谷BIOON/--几百年来,人们通过放慢呼吸的方式来放松。 有时它的形式是冥想或瑜伽; 其他时候,它是恐慌发作之前的十次深呼吸。
不管哪种形式,科学证据表明我们的呼吸可以引起宁静的感觉 - 尽管没有人能够准确地弄明白这是如何发生的。 现在,研究人员认为他们可能在小鼠身上找到了答案,即将呼吸与平静的感觉联系起来的是脑干中的一小部分神经元。
需要说清的是,研究迄今为止仅限于小鼠 - 科学家尚未将结果复制到人类中。
但小鼠的大脑与人类大脑有许多相似之处,所以这是一个很好的起点,我们终于可以在生理层面上解释诸如冥想和瑜伽之类的练习是如何带来平静和欣快的感觉的了。
斯坦福大学医学院首席研究员Mark Krasnow表示:“这项研究的有趣之处在于它提供了细胞和分子层面上的理解。“
所讨论的细胞群属于Bötzinger前复合体(pre-Bötzinger complex),即脑干内部深处的神经元区域,它在我们每次吸气或呼气时都会活动,就像呼吸起搏器一样。
这个结构在1991年首次在小鼠中发现,但在人类中,类似的结构也被发现过。
Krasnow说: “呼吸起搏器的工作在某些方面比心脏起搏器更难。”
“与心脏的一维、连续慢至快不同,呼吸有许多不同类型:正常、兴奋、叹气、打呵欠、喘气、睡觉、笑,以及抽泣。 ”
“我们想知道,是不是呼吸控制中心的不同亚型的神经元控制着这些不同类型的呼吸,” 他补充说。
去年,Krasnow和他的团队发现证据显示,这个前Bötzinger复合体中的一小部分神经元完全负责产生叹息 - 没有它们,实验小鼠从来没有叹口气,当它们被刺激时,小鼠叹息不止。
在这篇最新的文章中,他们发现在复合体中有一个单独的具有更多的“禅宗“功能的神经元组 - 它们根据我们的呼吸来调节平静和唤醒状态。
为了弄清楚这一点,该团队确定了两种称为Cdh9和Dbx1的基因标记,他们在前Bötzinger复合体中是活跃的,并且似乎与呼吸有关。
然后他们对小鼠实施基因工程,使它们没有表达这两个基因的任何神经元 – 这意味着取出了脑干中含有大约175个神经元的亚群。
有趣的是,没有这些神经元的小鼠仍然正常呼吸,除了一个关键的差异 - 它们比正常小鼠呼吸更慢。
加利福尼亚大学旧金山分校的研究小组的Kevin Yackle表示:“我最开始是感到失望的。“
不过,过了几天,研究团队注意到了奇怪的事情 - 与对照组小鼠相比,没有Cdh9和Dbx1神经元的小鼠非常平静。 他们仍然表现出多种呼吸,但他们的速度都慢了很多。
如果你把它们放到一个新奇的环境中,通常这会激起大量嗅探和探索,”Yackle说,“它们却只是四处坐着,自行生活”。对于小鼠来说,这被认为是他们大脑处于“禅宗”状态的证据。
“我们完全惊讶了,” Yackle说。 “这肯定不是我们原来期望看到的。”
经进一步调查后,该团队发现证据显示,这些神经元与蓝斑核形成了联系。
蓝斑核为一个脑干区域,它的功能涉及调节唤醒和情绪,以及在夜间唤醒我们并引发焦虑和痛苦。
该团队得出结论,这一组神经元不是调节呼吸,而是回应它,并将其发现报告给蓝斑核,以便调节我们的情绪。
Krasnow说: “如果什么东西损害或加速了你的呼吸,您需要马上意识到。 这175个神经元,就是在告诉大脑的其他部分发生了什么,它们是绝对关键的。”
你可以看到下面的路径(绿色),直接将大脑的呼吸中心连接到唤醒中心和大脑其余部分。
Science: 呼吸是怎样影响情绪的
图作者:Krasnow 实验室
这项工作绝对是向前迈进的一大进步,但是我们需要牢记,关于前Bötzinger复合体是如何运作的,特别是在人类身上,我们还有很多需要了解的。
然而, 没有参与研究、来自法国国家卫生研究所的神经生物学家(Antoine Lutz)说,新的研究增加了这种说法的可能性,即“积极操控呼吸的任何形式-瑜伽,印度式调息,或冥想 - 可能正在使用这种途径来调节某些方面的唤醒”。
虽然其他团队现在需要在小鼠和人类身上进行进一步研究,但是Krasnow和他的团队正在继续了解其他可能藏在前Bötzinger复合体中的秘密。
Feldman说:“前Bötzinger复合体似乎在呼吸对觉醒和情绪的影响中起着关键作用,例如在冥想活动中。”
“我们希望能通过了解这部分大脑的功能来治疗压力、抑郁和其他消极情绪。”(生物谷bioon.com)
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原始出处:Kevin Yackle, Lindsay A. Schwarz2, Kaiwen Kam, Jordan M. Sorokin, John R. Huguenard, Jack L. Feldman, Liqun Luo, Mark A. Krasnow. Breathing control center neurons that promote arousal in mice. 2017. Science. DOI: 10.1126/science.aai7984
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