在睡眠和安静期间呼吸可以协调整个大脑的神经元活动

当我们睡觉时，大脑并没有关闭，而是忙于“保存”当天的重要记忆。为了实现这一点，大脑区域被同步以协调它们之间的信息传输。然而，在多个远程大脑区域之间实现这种同步的机制尚不清楚。传统上，这些机制是在大脑内的相关活动模式中寻找的。然而，LMU 神经科学家 Anton Sirota 教授和 Nikolas Karalis 博士现在已经能够证明，呼吸就像起搏器一样，可以带动不同的大脑区域并使它们相互同步。

呼吸是最持久和最基本的身体节律，对自主神经系统产生强烈的生理作用。它还可以调节广泛的认知功能，例如感知、注意力和思维结构。然而，它对认知功能和大脑的影响机制在很大程度上是未知的。

科学家们在小鼠体内进行了大规模的体内电生理记录，这些记录来自边缘系统的数千个神经元。他们表明，呼吸通过以独立于嗅觉的方式调节这些回路的兴奋性，在所有研究的大脑区域——包括海马、内侧前额叶和视觉皮层、丘脑、杏仁核和伏隔核——中夹带和协调神经元活动。“因此，我们能够证明存在一种新的非嗅觉、脑内、机制目前在巴塞尔弗里德里希米歇尔生物医学研究所担任研究员的 Karalis 说，这解释了呼吸对分布式电路的夹带，我们称之为“呼吸必然放电”。“我们的研究结果确定了呼吸回路和边缘回路之间存在以前未知的联系，并且背离了呼吸通过鼻子-嗅觉途径调节大脑活动的标准信念，”Sirota 强调说。

这种机制介导了这些大脑区域中睡眠相关活动的协调，这对于记忆巩固至关重要，并为皮质-海马回路同步动力学的共同调节提供了手段。根据作者的说法，这些结果代表了向前迈出的重要一步，并为新的机械理论奠定了基础，这些理论将呼吸节律作为记忆巩固期间分布式系统通信的基本机制。

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