Медленное дыхание через нос снижает тревожность не только за счёт самоуспокоения, а через особый нервный путь от носа к эмоциональным центрам мозга. Работа группы из Института наук о мозге Фуданьского университета в Китае опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Ритм дыхания задаётся в нижних отделах ствола мозга, но поток воздуха через нос тоже посылает сигналы в мозг. При вдохе давление воздуха активирует обонятельные сенсорные нейроны - нервные клетки в полости носа, которые улавливают и запахи, и механическое давление струи воздуха.

Исследователи под руководством Синьсун Го и профессора Жуйци У провели серию экспериментов на мышах. Сначала они измерили естественную частоту дыхания животных: два вдоха в секунду обозначили как медленный ритм, четыре - как средний, семь - как быстрый.

С помощью оптогенетики - метода, при котором в нервные клетки вводят светочувствительные белки и управляют их активностью лазером - учёные меняли частоту сигналов от обонятельных нейронов, не трогая само дыхание. Свет по оптоволокну подавался прямо в носовую полость.

Мышей помещали в тестовые лабиринты, где они могли выбирать между закрытыми и открытыми участками. Грызуны инстинктивно избегают открытых пространств, поэтому большее время на виду говорит о более спокойном состоянии. При медленной стимуляции мыши заметно чаще выходили на открытые участки. Быстрая стимуляция заставляла их прятаться, что указывало на рост тревоги. Средний ритм не давал заметного эффекта.

Затем учёные записали электрическую активность в периринальной коре - области в глубине мозга, связанной с памятью и получающей сигналы от обонятельной системы. Они следили за высокочастотными гамма-волнами - быстрыми электрическими ритмами, отражающими активную работу нейронов. Медленная стимуляция усиливала эти волны, быстрая подавляла. Чем выше была активность гамма-волн, тем спокойнее вели себя мыши. Это статистическая связь, которая сама по себе ещё не доказывает причинность, но дальнейшие эксперименты её подтвердили.

Исследователи проследили весь путь сигнала: от обонятельных нейронов в носу к митральным клеткам обонятельной луковицы, затем к особому типу клеток периринальной коры - парвальбумин-положительным интернейронам, которые работают как "кардиостимулятор" мозговых ритмов, и наконец к базолатеральной миндалине - скоплению нейронов, играющему ключевую роль в обработке страха и тревоги.

Чтобы убедиться, что дело именно в этом пути, учёные использовали хемогенетику - метод, позволяющий включать и выключать конкретные клетки с помощью специального препарата. Активация парвальбумин-положительных нейронов успокаивала мышей и усиливала гамма-волны, а их отключение давало обратный эффект.

В финале эксперимента мышам с хронической тревогой, вызванной слабыми ударами тока, ежедневно подавали медленные сигналы - как светом, так и настоящими воздушными импульсами. Оба способа вернули поведение животных к норме и восстановили гамма-волны. Успокаивающий эффект сохранялся как минимум неделю после прекращения процедур.

Авторы подчёркивают: это исследование на мышах, и переносить результаты на людей пока рано. Работа велась только на самцах, а мозг человека и грызуна устроен по-разному. Кроме того, световая стимуляция не полностью повторяет естественное ощущение воздуха в носу. По словам У, эффект зависит именно от носового дыхания, поэтому дыхание через рот этот путь не задействует. Учёные планируют проверить, работает ли тот же принцип у людей, и надеются, что нос окажется удобным "окном" для неинвазивного влияния на состояния мозга.

Источник: PsyPost