如果我们尝试一下慢慢地进行呼吸，普遍的情况下，会发现心情冷静下来。反过来，如果呼吸很急，会发现越来越紧张了。
医生会让患有惊恐障碍（焦虑障碍的一种）的患者练习深呼吸。同样的道理，在瑜伽中，为了将自己的内心从暴躁甚至狂躁的状态转移到瑜伽中相对安静的冥想的状态，会使用pranayama方法控制呼吸，几乎所有的瑜伽核心部分都为pranayama方法。
Pranayama由两个词组成，Prana和Ayama。Prana不仅仅是呼吸的意思，它还指能量，这种能量一直与人的大脑联系在一起。Ayama是指呼吸的停顿，或呼吸的延伸。
为什么呼吸可以对情绪产生影响？这是迄今科学未解决的问题。
在一项最新的研究中，斯坦福大学医学院的研究人员和他们的同事发现了脑干呼吸中心中的少数神经细胞连接着大脑的唤醒中心——蓝斑核，可以调节整体的唤醒和焦虑程度。消除了这群神经细胞的小鼠焦虑有关的行为大大减少，整个鼠非常淡定。
该图来自Krasnow实验室，大脑的呼吸中心与唤醒中心存在直接连接，并将信号传递到整个大脑
这项结果发表在 3 月 31 日的《科学》上。生物化学教授 Mark Krasnow 博士是本文的资深作者。第一作者是前斯坦福大学研究生 Kevin Yackle 博士，他现任加州大学旧金山分校的教授。
微小的神经元簇
“把呼吸与放松心情联系起来时，我们应当注意那些与兴奋和焦虑有关的微小神经元簇，它们位于脑干深处。”该研究的合作作者、来自加州大学洛杉矶分校的Jack Feldman博士说，他很早之前在老鼠身上发现过这个微小的神经元簇，并将其取名为呼吸的“起搏器”，他于 1991 年发表了这项研究。
霍华德·休斯医学研究所的研究人员Krasnow说：“在某些方面，呼吸‘起搏器’比心脏更重要，与心脏只负责缓慢到快速的连续节律不同，它负责许多不同类型的呼吸——正常、兴奋、叹气、打呵欠、喘气、睡觉、笑、抽泣时的呼吸，我们想知道是否在呼吸控制的过程中，不同亚型的神经元是否负责着不同呼吸类型。”
根据这个计划，Yackle博士搜索了基因数据库，找出小鼠脑干中控制呼吸中心的相关被激活的基因。最后发现，控制该中心的是pre-Bötzinger复合体或preBötC基因。
他确定了许多这样的基因，并让研究人员确认了60个独立的神经元亚型，它们的基因激活特征呈现彼此的分化，在preBötC中，这种基因活化特征如搅拌好的意大利面一样移动。由于基因是蛋白质的模板，所以科学家使用这些基因进行标记，这些标记的基因能够使不同的神经元亚型电位归零。
神经元基因敲除
现在科学家们可以系统评估实验室小鼠身上每个神经元亚群的作用。由于每个亚型基于其独特的基因特征，使用先进的技术，他们可以选择性地破坏这些神经元亚型中的任何一个，然后，他们可以观察这种特定亚型的缺失如何影响动物的呼吸。
在2016年，与Feldman合作时，他们成功地敲除了preBötC中明确控制一种呼吸类型——“叹气”的神经元亚类。敲除这类神经元后，留下的其他呼吸模式不受影响。这一发现于2016年发表在《自然》杂志上。
Krasnow和Yackle随后开始发现另外一个约175个preBötC神经元亚群对呼吸的作用，其特征在于Cdh9和Dbx1的两个遗传标记共同表达。使用生物工程技术对小鼠进行处理后，它们可以随意地敲除带有这两种标记物的神经元。
但是，一旦这些小鼠的Cdh9 / Dbx1神经元被消除，它们似乎变得特别冷静。不同于之前缺失“叹息”的小鼠，这些小鼠的呼吸并没有发生任何异常。
“我最初很失望”，Yackle说。
但是几天之后，他注意到了一些细节：“如果你把它们放在一个通常会刺激嗅觉和激起探索欲望的新环境中，小鼠非常平静”，Yackle说，“在新环境中，正常小鼠会有大量的闻嗅和探索行为；但是这些Cdh9 / Dbx1神经元被消除的小鼠只会淡定的梳理毛发。”
冷静下来
进一步的分析显示，虽然这些小鼠仍然展现出从叹息到呼气的完整呼吸调节，但是其中比例发生了很大变化。快速呼吸较少，更多的是与冷静相关的缓慢呼吸。
调查人员猜测，这些神经元不是调节呼吸，而是“间谍”，这些神经元将其发现报告给脑干中的另一个结构——蓝斑。蓝斑会将信号发送到几乎整个脑，唤醒我们，保持警觉；如果必要，还会引起焦虑和不安。我们已知的是，蓝斑中的神经元能表现出与呼吸节奏相关的行为。
在一系列实验中，斯坦福大学的研究人员证实，这是一个新的发现，表达Cadh9和Dbx1的preBttC神经元不仅可以投射到蓝斑，而且能在激活后进行长距离投射，促进大脑的唤醒。
Krasnow说：“如果身体某些东西受损或你的呼吸加速，你的大脑能马上知道，这175个神经元会唤起你平息的大脑，大脑会意识到发生了什么，是不是绝对紧要的。”
Feldman说：“PreBötC似乎在呼吸对大脑觉醒和情绪的影响中起着关键的作用，例如在瑜伽中冥想的过程就会反映这一点。我们希望理解这个中心的功能，使我们将来可以治疗有压力、抑郁和有其他消极情绪的患者。”
编辑：雪岸，Verdi
参考：https://medicalxpress.com/news/2017-03-brain-tranquility.html
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