رمزگشایی از ارتباط تنفس و امواج مغزی

فراتر از شمارش نفس‌ها

تنفس شاید ساده‌ترین عمل فیزیولوژیک بدن به نظر برسد، اما تعامل آن با پردازش‌های پیچیده ذهنی، ادراک و احساسات، سال‌هاست که ذهن دانشمندان علوم شناختی را به خود مشغول کرده است. پژوهش‌های قدیمی بیشتر بر شمارش تعداد نفس‌ها در دقیقه متمرکز بودند؛ رویکردی که جزئیات متنوع تنفس، مثل حبس کردن نفس یا دم‌های عمیق و بازدم‌های کوتاه را نادیده می‌گرفت. درک این تغییرات ظریف و چگونگی دریافت آن‌ها توسط مغز، ضرورت اصلی انجام این تحقیق جدید بود.

تاثیر تنفس بر حافظه و سلامت روان

بسیاری از انگیزه‌های این مطالعه از کاربردهای عملی تنفس سرچشمه می‌گیرد. شواهد پیشین نشان می‌دهد زمان‌بندی نفس کشیدن مستقیماً بر کارکردهای مغزی اثر می‌گذارد. برای نمونه، تحلیل‌ها حاکی از آن است که:

• افرادی که اطلاعات را در مرحله «دم» دریافت می‌کنند، عملکرد بهتری در به یادسپاری داده‌ها دارند.
• تکنیک‌های کنترل تنفس ابزاری موثر برای ایجاد آرامش و مهار علائم در بیماران مبتلا به اختلال استرس پس از سانحه (PTSD) است.

به همین دلیل، پژوهشگران به دنبال دستیابی به چارچوبی علمی بودند تا ارتباط متقابل میان هر سیکل تنفسی و سیگنال‌های الکتریکی مغز را به‌طور دقیق ترسیم کنند.

مدل‌سازی موجی و مداخلات تهاجمی

تیم تحقیقاتی دپارتمان علوم شناختی دانشگاه کالیفرنیا سن‌دیگو با همکاری دانشگاه آیووا، هر بار تنفس را به شکل یک الگوی موج‌گونه مدل‌سازی کردند. در این مدل، اوج و فرودها متناظر با تغییرات جریان هوا در طول دم و بازدم بود. برای ثبت داده‌های مغزی، محققان از روش تهاجمی استفاده کردند و الکترودها را مستقیماً در جمجمه ۱۶ بیمار مبتلا به صرع مقاوم به درمان قرار دادند تا نوسانات امواج مغزی را در لحظه و با دقت بالا ثبت کنند.