嘗試一下，緩慢地、順暢地呼吸。你是否感覺(jué)平靜下來(lái)了？長(cháng)久以來(lái)，人們用這種方法穩定情緒。但是，這背后的科學(xué)依據是什么呢？近日發(fā)表的一項新研究中，斯坦福大學(xué)醫學(xué)院的研究人員發(fā)現了腦干中少數將呼吸與心理狀態(tài)聯(lián)系在一起的神經(jīng)細胞。這一研究發(fā)表在3月31日的Science上。

　　醫生常常會(huì )建議應激障礙患者進(jìn)行調息練習。調息法（梵語(yǔ)：pranayama）也是瑜伽的核心組成部分，通過(guò)有規律地吸氣和呼氣讓意識從高亢甚至狂亂的狀態(tài)進(jìn)入一種冥想狀態(tài)。文章的資深作者M(jìn)arkKrasnow說(shuō)：“這項研究很有趣，因為它為“調息法”背后的科學(xué)依據提供了一個(gè)細胞和分子層面上的理解。

　　1微小的神經(jīng)元簇

　　將呼吸與放松，注意，興奮和焦慮相關(guān)聯(lián)的微小神經(jīng)元簇位于腦干深處。這個(gè)小神經(jīng)元簇，在呼吸起搏器區域，后者由該研究組合作者，加州大學(xué)洛杉磯分校神經(jīng)生物學(xué)教授JackFeldman博士于1991年在小鼠中發(fā)現。后來(lái)，在人類(lèi)中也發(fā)現了類(lèi)似的結構。

　　Krasnow說(shuō)：“在某些方面，呼吸起搏器可能比心臟起搏器更復雜。與僅僅具有快-慢變化的心臟不同，呼吸的類(lèi)型有許多種：正常，興奮，嘆氣，打呵欠，喘氣，睡眠，大笑，抽泣……我們想知道呼吸控制中心內不同亞型的神經(jīng)元中心是否可能負責產(chǎn)生這些不同類(lèi)型的呼吸。”

　　根據這個(gè)猜想，Yackle通過(guò)公共數據庫搜索收集了一系列在小鼠腦干中激活的基因。呼吸控制中心——呼吸起搏器（preB？tC）正是位于腦干內。

　　他確定了許多這樣的基因，研究人員通過(guò)基因的激活特征將這些交織在preB？tC內的神經(jīng)元分為60多個(gè)獨立的神經(jīng)元亞型?？茖W(xué)家們得以系統評估每個(gè)神經(jīng)元亞群在實(shí)驗小鼠中的作用。根據獨特的基因激活特征，研究人員能夠特異性地破壞某一種神經(jīng)元亞型。并觀(guān)察這種特定亞型的損傷如何影響動(dòng)物的呼吸。在2016年與Feldman的合作中，他們成功地分離了preB？tC中控制嘆息的神經(jīng)元亞群。敲除這些神經(jīng)元能夠消除嘆氣，但其他呼吸模式不會(huì )受影響。這一發(fā)現于2016年發(fā)表在Nature上。

　　Krasnow和Yackle隨后開(kāi)始探索preB？tC另一個(gè)神經(jīng)元亞群（約175個(gè)神經(jīng)元）的呼吸作用，其特征在于它們共同表達Cdh9和Dbx1這兩個(gè)遺傳標記。利用基因工程，研究人員讓小鼠神經(jīng)元攜帶或敲除這些基因。

　　研究人員發(fā)現，小鼠的Cdh9/Dbx1神經(jīng)元被消除后，它們會(huì )變得非常平靜。通常情況下，如果將小鼠放在一個(gè)新環(huán)境中，它們會(huì )出現嗅聞和探索行為，但是這些小鼠只是悠閑地為自己梳理毛發(fā)。

　　2平靜下來(lái)的小鼠

　　進(jìn)一步的分析顯示，雖然這些小鼠仍然具有從嘆息到用力呼吸的一系列呼吸類(lèi)型，但是這些呼吸類(lèi)型的比重發(fā)生了變化。較快的“積極”和更快的“嗅聞”式呼吸更少，與冷靜相關(guān)的緩慢式呼吸增多。

　　研究人員猜測，這些神經(jīng)元不是調節呼吸，而是監測呼吸，并將信號發(fā)送給腦干中的另一個(gè)結構——藍斑核，其功能與應激反應有關(guān)，參與喚醒與警戒，如果過(guò)度激活，將會(huì )觸發(fā)焦慮和痛苦。此外，藍斑核中的神經(jīng)元表現出與呼吸相關(guān)的節律行為。在一系列實(shí)驗中，斯坦福大學(xué)的研究人員證實(shí)，表達Cadh9和Dbx1的PreB？tC神經(jīng)元能夠正調控藍斑核中的去甲腎上腺素神經(jīng)元。

　　Krasnow說(shuō)：“如果你身體某些部位受損或加速呼吸，你需要馬上知道。這175個(gè)神經(jīng)元，告訴大腦的其余部位發(fā)生了什么，這十分重要。”

　　Feldman說(shuō)：“PreB？tC似乎在呼吸對覺(jué)醒和情緒的影響中起著(zhù)關(guān)鍵作用，正如在冥想中所看到的。我們希望了解這個(gè)核心功能可以為治療壓力，抑郁和其他消極情緒提供一些思路。”