Мы дышим примерно двадцать тысяч раз в сутки — и почти никогда не вспоминаем об этом. Дыхание просто происходит, фоном, как шум города за окном. Но последние десять лет нейробиологии принесли любопытный сюрприз: оказалось, что каждый вдох и выдох буквально подстраивают работу участков мозга, отвечающих за память. Не фигурально — а в прямом, электрическом смысле. Команды исследователей из Северо-Западного университета, институтов Каролины и Макса Планка обнаружили, что то, как именно мы дышим — носом или ртом, на вдохе или выдохе — определяет, насколько уверенно формируются и закрепляются воспоминания.
Когда впервые сталкиваешься с этим фактом, он звучит почти мистически. Но механизм вполне земной. Давайте разберём, что именно происходит в мозге, почему эксперименты на людях и животных дали такие однозначные результаты и каким образом ночной храп способен постепенно разрушать нашу память.
Революционный поворот случился в 2016 году. Тогда в Journal of Neuroscience вышла работа, которая заставила многих пересмотреть своё представление о дыхании. Семь пациентов с резистентной эпилепсией заранее согласились на редчайший эксперимент: за неделю до операции им имплантировали в глубинные отделы мозга электроды. Это позволило наблюдать активность отдельных структур буквально изнутри — шанс, который выпадает нейрофизиологам раз в десятилетие.
Учёные следили за тремя ключевыми регионами: грушевидной корой, гиппокампом и миндалиной — узловыми элементами лимбической системы, которая курирует эмоции, память и реакцию на окружающий мир. И вдруг обнаружили — активности этих областей словно подчинялись ритму дыхания. На вдохе, причём исключительно через нос, нейроны вспыхивали активностью; на выдохе — затихали. Стоило участникам переключиться на дыхание ртом, и весь этот слаженный ритм мгновенно распадался.
Чтобы проверить, насколько это проявляется в реальном поведении, исследователи провели отдельный эксперимент с 60 добровольцами. Людям показывали изображения — скажем, лампу, ключ, цветок — и просили запомнить. И снова дыхание вмешивалось: предметы, увиденные на вдохе, удерживались в памяти лучше примерно на 5%. Кажется мелочью, пока не начинаешь думать в масштабах миллионов решений и воспоминаний, которые мы создаём ежедневно.
Когда мы втягиваем воздух через нос, микроскопические рецепторы в слизистой реагируют не только на запахи, но и на само движение воздуха. Эти сигналы попадают в обонятельную луковицу — древнейшую часть мозга, существовавшую задолго до того, как появились кора больших полушарий и сложное мышление. Луковица начинает создавать электрические волны, распространяющиеся вглубь: в грушевидную кору, энторинальную область и дальше — прямо в гиппокамп.
Гиппокамп — это наша внутренняя флешка. Место, где новые впечатления превращаются в устойчивые воспоминания. Когда дыхательные ритмы приходят туда синхронно и в нужную фазу, гиппокамп работает как настроенный инструмент. При дыхании ртом цепочка перестаёт функционировать: нет механического сигнала, ритма и точной настройки.
В 2017 году команда учёных добавила в эту историю ещё одну важную деталь. Они изучали так называемые острые волны-рипплы — короткие, но мощные всплески активности в гиппокампе. Это одни из самых энергичных событий во всём мозге: за сотую долю секунды могут одновременно активироваться десятки тысяч нейронов. И оказалось, что они тоже подстраиваются под дыхание. Их частота резко возрастает в начале выдоха. Но — только если дыхание идёт через нос. Стоит обонятельной луковице замолчать, и ритм теряется.
Получается, дыхание выступает чем-то вроде метронома, который задаёт темп формированию и воспроизведению воспоминаний. Если разложить память на этапы, то дыхание вмешивается в каждый из них.
Кодирование — тот самый момент первого знакомства с информацией. На вдохе мозг как будто слегка приподнимает занавес и впускает впечатления охотнее. Японские исследователи из университета Хиого даже пошли на оптогенетический трюк: они на короткое мгновение выключали дыхательный ритм у мышей в момент обучения. И память буквально исчезала — животные переставали узнавать новый объект, к которому только что подходили.
Консолидация — период отдыха после обучения. Здесь особенно важны те самые тихие ритмы дыхания. В эксперименте Каролинского института половину участников заставили дышать носом, вторую — ртом. Через час тестировали память на запахи. И те, кто дышал носом, уверенно опережали вторую группу.
Извлечение — поиск воспоминания. Интересно, что и здесь вдох создаёт момент более точного распознавания. Будто мозг ненадолго подсвечивает нужную полку внутри себя.
А вот что происходит ночью — отдельная глава.
Во время глубокого сна гиппокамп воспроизводит события прошедшего дня, словно собирая пазл из деталей и укладывая их в долгосрочное хранилище. В 2024 году появилась работа, которая впечатлила даже тех исследователей, которые давно подозревали связь дыхания со сном. Учёные регистрировали активность гиппокампа у людей с имплантами прямо в момент сна и параллельно отслеживали дыхание. Оказалось, что три разных типа ночных волн — медленные колебания, веретёна и рипплы — синхронизированы с дыхательным циклом. То есть мы фактически дышим в такт собственным воспоминаниям.
И тут же вспоминаются данные другой группы: с возрастом частота дыхания меняется. И это, возможно, одна из причин, почему у части людей с годами ухудшается память даже без явных неврологических болезней.
Но в этой красивой картине есть тёмное пятно: апноэ сна. Оно встречается примерно у трети взрослых. Приступы апноэ — это не просто храп, а моменты, в которые дыхательные пути закрываются, дыхание останавливается, мозг на несколько секунд оказывается в кислородном дефиците, а человек просыпается, чтобы вдохнуть. И так — иногда сотни раз за ночь.
Мозговые ритмы при этом рвутся на куски: рипплы возникают не вовремя, а гиппокамп получает повторяющиеся удары гипоксией. Исследования последних лет показывают, что такие люди быстрее теряют эпизодическую память — ту, что хранит истории нашей жизни. Есть данные, что при нелечёном апноэ диагноз лёгкого когнитивного нарушения появляется почти на десятилетие раньше, чем мог бы. Хорошая новость: CPAP-терапия действительно способна отодвинуть этот процесс назад.
И, наконец, нейрохимия дыхания — то, что долго оставалось за кадром. В пре-Бетцингеровском комплексе — небольшой области мозга, отвечающей за дыхательный ритм — нашлась группа нейронов, которые сами в дыхании почти не участвуют. Их работа — передавать сигналы в голубое пятно, основной источник норадреналина. А норадреналин — это, по сути, химия внимания. Его уровень растёт на вдохе и снижается на выдохе.
Когда исследователи удаляли эту группу нейронов у мышей, те становились на редкость спокойными: меньше двигались, хуже исследовали пространство. Вся их когнитивная подвижность тускнела. А это уже объясняет, почему в моменты стресса частое дыхание делает нас более собранными, дыхательные техники действительно работают и почему древние практики так точно описывали эффект правильного дыхания.
Что из этого вынести в жизнь:
- Хотите запомнить что-то важное — делайте это на вдохе через нос. Это не эзотерика, а вполне работающая физиология.
- Если изучаете материал, дайте себе паузу. Час спокойного отдыха плюс носовое дыхание — и новая информация закрепится ощутимо надёжнее.
- Следите за носовым дыханием. Заложенность носа, полипы, искривление перегородки — всё это незаметно, но системно снижает эффективность работы памяти.
Если оглянуться чуть назад, становится понятно, что эта связь не возникла на пустом месте. У грызунов частота дыхания совпадает с диапазоном тета-ритма — основного ритма гиппокампа. Запахи были ключевыми маркерами памяти на протяжении миллионов лет эволюции: по ним находили еду и избегали хищников. Человек утратил сверхчувствительное обоняние, но древние тропинки между луковицей и гиппокампом остались. Каждый вдох всё ещё поднимает волну активности, которую мозг использует для того, чтобы выделять важное и складывать его в память.
В этом есть что-то удивительно простое и одновременно трогательное: наше тело и мозг живут в одном ритме. Мы думаем, что память — чистая когниция, а дыхание — механика. Но достаточно один раз увидеть, как вдох поднимает электрическую волну в гиппокампе, чтобы понять: мозг не существует отдельно от тела, а движется вместе с ним.
***
Журнал Hospital: военные медики.
Автор: Аркадий Штык.
Поддержите нас, подпишитесь на канал.
Спасибо за лайк!
