تنفس، کلید افزایش اکسیژن در مغز
بر اساس گزارش ساینس دیلی، پاتریک جی درو، دانشیار برجسته دانشکده مهندسی عصب و جراحی مغز و اعصاب و معاون موسسه علوم اعصاب ایالت پن گفت: "تفکر غالب این بود که خون پستانداران همیشه کاملاً با اکسیژن اشباع شده است."
این بدان معنی است که تنها راهی که مغز اکسیژن بیشتری دریافت کند، این است که از طریق افزایش جریان خون، خون بیشتری به مغز برسد. پژوهشگران علاقه داشتند بدانند چگونه رفتارهای عادی، به ویژه ورزش سطوح اکسیژن مغز را تحت تاثیر قرار می‌دهند."
درو اظهار کرد: می‌دانیم که افراد هنگام انجام تمرین‌های شناختی الگوهای تنفس را تغییر می‌دهند. در حقیقت، مرحله تنفس به تمرین در حال انجام، وابسته است. در مغز، افزایش فعالیت عصبی معمولا با افزایش جریان خون همراه است."
با این حال، آنچه دقیقا در بدن اتفاق می‌افتد، ناشناخته است، بنابراین پژوهشگران از موش‌هایی استفاده کردند که بتوانند راه رفتن یا دویدن روی تردمیل را انجام دهند و تنفس، فعالیت عصبی ، جریان خون و اکسیژن رسانی به مغزشان را کنترل کنند.
دکتر کوین گوانگ ژانگ فوق دکتری مکانیک و علوم مهندسی گفت: "پیشبینی می‌کردیم که اکسیژن رسانی مغز، به فعالیت عصبی و جریان خون بستگی داشته باشد. ما انتظار داشتیم هنگام کاهش جریان خون، اکسیژن رسانی در قشر پیشانی مغز کاهش یابد، اما بعد فهمیدیم که این تنفس است که اکسیژن رسانی را بالا نگه می‌دارد."
وی توضیح داد: تنها راهی که ممکن است وجود داشته باشد، این است که ورزش موجب می‌شود خون، اکسیژن بیشتری حمل کند. یعنی به طور طبیعی خون با اکسیژن، کاملا اشباع نشده است.
پژوهشگران به بررسی اکسیژن رسانی در قشر حسی جسمی و قشر پیشانی( ناحیه‌ای که در شناخت درگیر است) و پیاز بویایی(ناحیه‌ای که شامل حس بویایی است) پرداختند، زیرا در دسترس‌ترین نواحی مغز هستند.
آنان از شیوه‌های متنوعی برای کنترل تنفس، جریان خون و اکسیژن رسانی استفاده کردند و طی سرکوب فعالیت عصبی و اتساع رگ‌های خونی، سطح اکسیژن‌رسانی را آزمایش کردند.
پژوهشگران گفتند: "هنگامی که فعالیت عصبی و پرخونی کنشی (افزایش جریان خون) مسدود می‌شوند، اکسیژن رسانی هم در بافت و هم در شریان‌های تغذیه کننده مغز تداوم دارد و همبستگی نزدیکی با میزان تنفس و مرحله چرخه تنفس دارد.
آنان نتیجه‌گیری کردند که تنفس مسیری پویا برای تعدیل اکسیژن‌رسانی مغزی را فراهم می‌کند.
این تحقیق با حمایت مالی صندوق علوم اعصاب McKnight و موسسات ملی سلامت انجام شد.
نتایج این تحقیق در مجله Nature communications منتشرشده است.
