عصر کرد - ایسنا / دانشمندان در پژوهشی جدید دریافتهاند که مغز انسان برخلاف باورهای پیشین، تنفس را تنها به صورت یک ریتم تکراری و یکنواخت پردازش نمیکند، بلکه میان ویژگیهای حرکتی و زمانی هر بار نفس کشیدن با فعالیت بخشهای فکری، هیجانی و حافظه ارتباطی بسیار نزدیک و مستقیم وجود دارد.
نفس کشیدن یکی از خودکارترین، اساسیترین و ضروریترین ریتمهای فیزیولوژیک بدن است. با این وجود، یکی از پرسشهای اساسی در حوزه علوم شناختی و بررسی رفتار انسان همواره این بوده است که این عمل به ظاهر ناخودآگاه چگونه با فرایندهای پیچیده پردازش تفکر، ادراک و احساسات تعامل میکند. در گذشته بیشتر مطالعات بر سنجشهای سادهای مانند شمارش تعداد نفسها در دقیقه متمرکز بودند، اما الگوهای واقعی تنفس بسیار متنوع و متغیر هستند. افراد ممکن است برای چند ثانیه نفس خود را حبس کنند، یک دم بسیار عمیق فرو دهند یا بازدمی آرام و کوتاه داشته باشند. شناخت دقیق چگونگی دریافت این تغییرات ظریف توسط مغز، ضرورت اصلی انجام این تحقیق را شکل میدهد.
علاوه بر این، ضرورت مطالعه روی تنفس از پیشینههای کاربردی آن سرچشمه میگیرد. از گذشته مشخص شده بود که زمانبندی نفس کشیدن روی کارکردهای مغزی اثرگذار است، به طوری که افراد هنگام دریافت اطلاعات در مرحله دم، عملکرد اندکی بهتر در به یادسپاری نشان میدهند. همچنین استفاده از تکنیکهای کنترل تنفس یکی از روشهای موثر برای ایجاد آرامش و مهار علائم در افراد مبتلا به اختلال استرس پس از سانحه به شمار میرود. بنابراین، دستیابی به یک چارچوب دقیق و علمی برای درک ارتباط متقابل میان هر سیکل تنفسی و سیگنالهای الکتریکی مغز، ضرورتی دوچندان برای پژوهشگران داشته است.
در همین راستا، گروهی از پژوهشگران دپارتمان علوم شناختی دانشکده علوم اجتماعی دانشگاه کالیفرنیا سندیگو با همراهی دانشگاه آیووا آمریکا، پژوهشی را برای بررسی جزئیات این پیوند عمیق میان ویژگیهای اختصاصی هر تنفس و امواج الکتریکی مغز به انجام رساندند.
در خصوص روش کار، محققان هر بار تنفس را به شکل یک الگوی موجگونه مدلسازی کردند که اوج و فرودهای آن متناظر با تغییرات جریان هوا در طول دم و بازدم بود. سپس آنها به تحلیل دادههای مغزی ثبتشده به شیوه تهاجمی یعنی الکترودگذاری مستقیم داخل جمجمه در ۱۶ بیمار پرداختند که برای نظارتهای بالینی صرع مقاوم به درمان بستری بودند. در ادامه، نوسانات امواج الکتریکی مغز را به شکل همزمان با شاخصهای تنفسی هر فرد، از جمله جریان هوای بینی و حرکات قفسه سینه و شکم مورد سنجش و مقایسه دقیق قرار دادند تا هر تغییر ظریف در حجم و زمانبندی نفسها را ارزیابی کنند.
یافتههای این پژوهش آشکار کرد که مغز انسان تفاوتها و نوسانات بسیار ریز را از یک نفس به نفس بعدی ردیابی میکند. یک دم طولانیتر، یک بازدم آرامتر یا تغییر در شدت جریان هوا، همگی بازتابهای متناظری در الگوهای امواج عصبی ایجاد میکنند و این اثرگذاری به ویژه در بخشهایی از مغز که درگیر فرایندهای شناختی، هیجانات و حافظه هستند رخ میدهد. این نتیجه ثابت میکند که پیوند عصبی و تنفسی به مراتب دقیقتر، غنیتر و پیچیدهتر از معیارهای سنتی مانند تعداد تنفس است.
در نتیجهگیری این مطالعه، پژوهشگران نشان دادند که تنفس صرفاً یک عدد یا ریتم یکنواخت نیست، بلکه هر بار دم و بازدم حامل حجم قابل توجهی از اطلاعات است که مغز آنها را با دقتی شگفتانگیز دنبال میکند. کشف این رابطه بسیار تنگاتنگ میان شکل امواج تنفسی و شکل امواج مغزی، یک چارچوب علمی تازه را در اختیار جامعه علمی قرار میدهد و نگرش پیشین درباره ریتمهای تنفسی را بازتعریف میکند.
این نتایج اهمیت ویژهای در زمینه پزشکی و درک پدیدههای ناشناخته مرگ ناگهانی دارند؛ به عنوان مثال میتوانند به دانشمندان کمک کنند پدیدههایی نظیر مرگ ناگهانی و غیرمنتظره در صرع و سندرم مرگ ناگهانی نوزاد را بهتر بفهمند و در آینده بررسی کنند که آیا تغییرات در شکل تنفس و برهم خوردن این ارتباط عصبی میتواند به منزله یک علامت هشداردهنده پیش از توقف کامل تنفس باشد یا خیر.
البته محققان تاکید دارند این مطالعه هنوز روشی برای پیشبینی این اختلالات ارائه نداده و تنها چارچوبی برای مطالعات آینده است. از سویی دیگر، با توجه به اینکه دادههای این کار از ثبتهای تهاجمی در بیماران مبتلا به صرع به دست آمده، لازم است این یافتهها با روشهای غیرتهاجمی و در جمعیتهای گستردهتر نیز ارزیابی شوند.
این نتایج جالب توجه پژوهشی در نشریه علمی «Journal of Neuroscience» (ژورنال علوم اعصاب) به انتشار رسیدهاند که نشریه تخصصی حوزه عصبپژوهی محسوب میشود.