Tuhansien vuosien ajan käytännöt kuten jooga ja meditaatio ovat korostaneet hitaasti hengittämisen rauhoittavaa voimaa. Mutta tämä yhteys hengityksen ja rauhoittumisen välillä, vaikka se on monille ilmeinen, on jäänyt suurelta osin selittämättömäksi neurologisesti. Äskettäinen tieteellinen edistysaskel tuo vihdoin vastauksia, yhdistäen hengitysmallit aivojen tarkkaan toimintaan.
Tämän löydön ytimessä on aivopiiri, joka yhdistää etuotsalohkon, jossa sijaitsee monia kognitiivisia toimintoja, aivorunkoon, jossa hengityksen automaattinen säätely tapahtuu. Hiiriä tarkkailemalla tutkijat ovat osoittaneet, kuinka tämä yhteys mahdollistaa hengityksen synkronoinnin erilaisiin emotionaalisiin tiloihin, olipa kyseessä rauhoittuminen tai kasvava stressi.
Kokeet, jotka on julkaistu Nature Neuroscience -lehdessä, osoittavat, että kun tätä piiriä aktivoidaan, hiiret hidastavat hengitystään ja omaksuvat rauhallisen käyttäytymisen jopa ahdistavissa tilanteissa. Tämä mekanismi toimii hidastamalla selkäytimen toimintaa, joka on automaattisten hengitysrytmin pääkoordinaattori.
Tämän prosessin eristämiseksi tiimi käytti optogeenetiikkaa, tekniikkaa, joka manipuloidaan hermosolujen toimintaa tarkasti valon avulla. Aktivoimalla tai estämällä tätä piiriä tutkijat pystyivät suoraan vaikuttamaan eläinten hengitys- ja tunnekäyttäytymiseen. Tulokset osoittavat merkittävää ahdistuksen vähenemistä, kun piiriä stimuloidaan.
Tutkijoiden tavoitteet ylittävät hiirien tutkimisen. He suunnittelevat konkreettisia sovelluksia ihmisille. Tällainen hengitysmekanismien hallinta voisi johtaa hoitoihin, jotka ehkäisevät hyperventilaatiota tai lievittävät traumaattisen stressin häiriöitä.
Yksi pääkirjoittajista, Sung Han, näkee tämän edistyksen ainutlaatuisena mahdollisuutena yhdistää tietoisen hengittämisen hyödyt farmakologisiin hoitoihin. Hänen nimittämänsä "joogapilleri" vaikuttaa lupaavalta. Hänen mukaansa se voisi indusoida rauhallisen tilan, joka on verrattavissa meditaatioistuntoon.
Tämä löytö ei rajoitu vain hengityksen hidastamiseen. Se avaa myös oven parempaan ymmärrykseen tunteidemme ja elintoimintojemme välisistä yhteyksistä. Tutkijat jatkavat tämän piirin tutkimista, pyrkien tunnistamaan muita aivoalueita, jotka ovat vastuussa nopeista rytmeistä, joita myös tunteemme vaikuttavat.
Jonain päivänä tämäntyyppinen tutkimus voisi mullistaa tapamme käsitellä stressiä ja ahdistusta, ei vain ymmärtämällä paremmin niiden alkuperää, vaan vaikuttamalla suoraan niiden hermostollisiin mekanismeihin.
Mitä optogeenetiikka on?
Optogeenetiikka on tekniikka, jota käytetään neurotieteissä hermosolujen toiminnan hallitsemiseksi valon avulla. Se perustuu valolle herkkiä proteiineja, kuten kanavahrodopsiinia, jotka on lisätty hermosoluihin virusvektorien avulla.Vastaamalla tietyn aallonpituuden valoon, nämä proteiinit aktivoivat tai estävät hermosoluja, mikä mahdollistaa niiden roolin analysoimisen reaaliajassa aivopiireissä. Toisin kuin kemialliset tai sähköiset menetelmät, optogeenetiikka tarjoaa poikkeuksellisen tarkkuuden.
Tutkijat voivat näin tutkia yhteyttä tiettyjen hermosoluryhmien ja käyttäytymisen, tunteiden tai kehon toimintojen välillä, avaten tien kohdennetuille hoidoille häiriöihin kuten ahdistukseen tai epilepsiaan.