科学家研究讲明,一个小的神经元网络可不停地调治我们的呼吸

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可以说,没有比呼吸更重要的事情了。

大多数情况下,呼吸都发生在我们不需要思考的情况下,而且另有一件好事--它让我们活了下来。

人们可能会想到,某种强大的神经生物钟调治着我们的呼吸。然而,加州大学洛杉矶分校(UCLA)的研究人员发现,这并不是那么简朴。

在我们呼吸的背后,有一种机制比专家们之前所怀疑的更为即兴。

对于每一次呼吸,卖力的神经元在差别步的杂乱中发射,然后最终合并成一个单一的内聚信号,促使运动神经元发生吸入。

就像唱诗班

资深作家杰克·费尔德曼(JackFeldman)说:“我们惊讶地发现,每次呼吸时,我们的脑细胞如何协同事情,发生呼吸节律是差别的。”

在每一次呼吸之前,令人惊讶的庞大互动和谈判让第一作者Sufyan Ashhad想起了一个唱诗班:

“就像每个神经元都在清清嗓子,把自己的调出来,所以他们的团体声音就没有意义了。”然而,当神经元相互作用时,它们就会迅速同步歌颂,将各自的独奏从反面谐的声音转化为和谐。“

“每一次呼吸,”费尔德曼说,“就像一首节奏相同的新歌。”

Feldman先前的研究已经确定了一个小的神经元网络,他把它命名为Preb tzinger复合体,作为我们呼吸的调治器。

然而,在识别神经元的历程中,他发现自己面临着一个谜题,他的新研究试图解决这个谜题:庞大情况中的运动处于一个令人好奇的低水平,但不知何以,它的强大水平足以处置惩罚呼吸节律的发生。

这项新研究的启示是,这个复合体的神经元--当它们最终变得有组织而且一起燃烧--的总和提供了一个足以发生吸入的信号。

Feldman说,“思量到呼吸的可靠性,我们惊讶地发现,这些神经元在每个呼吸周期中如何运动以同步和发生节律是差别的。”

灵活的制度

为了视察Preb tzinger复合神经元之间的相互作用,研究人员从小鼠脑组织样本的脑干中分散出这些神经元。

在将它们放入实验盘后,研究人员能够记载神经元的电运动,窃听它们的隐喻性唱诗班调谐,最终和谐地一起歌颂。

神经元在内聚信号形成之前相互训练和相互作用的时期可能是一种适应手段。

“呼吸节奏不停变化-从你从坐到站和走出你的屋子。如果你的大脑不能自动适应,你就会因为缺氧而晕倒,然后才气到达陌头。“费尔德曼指出。

研究人员的视察讲明,单个神经元的“即兴”实际上是他们对当前状况和呼吸需求的个性化反映。

然后,同步信号是其成员响应的总和,使其适应当前的条件。这个信号使膈肌和胸部收缩到适合身体当前需要的水平。这种收缩扩大了胸部,并吸引了适量的空气。

鉴于呼吸的基础重要性,Feldman希望他的研究能最终找到新的方法来治疗呼吸紊乱,如睡眠呼吸暂停,以及自闭症儿童常见的呼吸问题。

它还可能提供一种更有效的方法来治理阿片类药物的潜在致命呼吸抑制

“我们带回家的信息是,重要的是在团体水平上研究神经元的作用,而不仅仅是在单个细胞中。”我们乐观地认为,这一发现将为研究开发新的偏向,并解决一个连续了几个世纪的问题。“