Solunum: Uyuyan Beynin Ana Saati

Solunum, en istikrarlı ve zaruri bedensel ritmdir, otonom sinir sistemi üzerinde güçlü fizyolojik etki göstermektedir. Algı, dikkat ve düşünce yapısı gibi çeşitli bilişsel fonksiyonları düzenlemektedir. Bununla birlikte, bilişsel fonksiyon ve beyin üzerindeki etki mekanizmaları pek bilinmemektedir.

Münih Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) nörobilimcileri uyku ve dinlenme sırasında solunumun beyindeki nöronal aktiviteyi koordine ettiğini ortaya koymuştur. Uyurken, beyin devredışı kalmamaktadır, aksine günün önemli hafızalarını "kaydetmek le meşguldür. Bu amaçla, bilgi aktarımını koordine etmek üzere beyin bölgeleri senkronize olmaktadır. Birbirinden uzak beyin bölgeleri arasında senkronizasyonu sağlayan mekanizmalar henüz anlaşılmamakla birlikte, LMU nörobilimcileri solunumun, çeşitli beyin bölgelerini birbirlerine bağlayarak senkronize eden bir tetikleyici olarak çalıştığını göstermiştir.

Araştırmacılar fareler üzerinde gerçekleştirdikleri çalışmada limbik sistem boyunca binlerce nörondan çok sayıda in vivo elektrofizyolojik kayıt almışlardır. Bulgularına göre, solunum nöronal aktiviteyi hippokampus, medial prefrontal ve görsel korteks, talamus, amigdala ve nukleus akkumbens dahil incelenen tüm beyin bölgelerine non-olfaktör, intraserebral mekanizmayla iletmekte ve koordine etmektedir.

Bulgular, respiratör ve limbik devreler arasında önceden bilinmeyen bir bağlantının varlığını ortaya koymakta ve solunumun beyin aktivitesini nazo-olfaktör yolla modüle ettiği düşüncesini çürütmektedir. Bu mekanizma, hafızanın pekiştirilmesi için bu beyin bölgelerinde uyku ile ilişkili aktivitenin koordinasyonuna aracılık etmektedir ve kortiko-hippokampal devrelerin senkron dinamiğinin modülasyonu için gereklidir.

Yazarlara göre, bu bulgular hafıza pekiştirme işlemi ile ilgili sistemlerin birbirleriyle iletişiminin altında yatan temel mekanizma olarak solunum ritmini dahil eden yeni mekanistik teoriler için zemin sağlamaktadır.