意料不到的新发现：呼吸是睡眠大脑的主时钟！

LMU的神经学家已经证明，在睡眠和安静时，呼吸协调了整个大脑的神经元活动。

当我们睡觉时，大脑并没有被关闭，而是忙于“保存”当天的重要记忆。为了实现这一目标，大脑各区域被同步，以协调它们之间的信息传输。然而，实现大脑多个远程区域同步的机制尚不清楚。传统上，这些机制是在大脑的相关活动模式中寻找的。然而，伦敦梅隆大学的神经学家Anton Sirota教授和Nikolas Karalis博士现在已经能够证明，呼吸就像一个起搏器，牵引着大脑的各个区域，并使它们彼此同步。

呼吸是最持久和最基本的身体节奏，对自主神经系统产生强烈的生理作用。它还被认为调节广泛的认知功能，如知觉、注意力和思维结构。然而，它影响认知功能和大脑的机制在很大程度上是未知的。

科学家们对小鼠的大脑边缘系统进行了大规模的活体电生理记录。他们表明，呼吸通过调节这些回路的兴奋性来引导和协调所有被研究的大脑区域的神经活动，包括海马体、内侧前额叶和视觉皮层、丘脑、杏仁核和伏隔核。

“因此，我们能够证明一种新的非嗅觉脑内机制的存在，这种机制解释了呼吸对分布式回路的影响，我们称之为“respiratory corollary discharge”，Karalis说，他目前是巴塞尔Friedrich Miescher生物医学研究所的研究员。“我们的发现证实了呼吸和边缘回路之间存在着一种以前未知的联系，这与呼吸通过鼻子-嗅觉途径调节大脑活动的标准信念相悖。”

该机制介导了这些脑区睡眠相关活动的协调，这对记忆巩固至关重要，并为皮质-海马回路同步动力学的共调节提供了手段。根据作者的说法，这些结果代表了一个重大的进步，并为新的机制理论提供了基础，将呼吸节奏作为记忆巩固过程中分布式系统通信的基本机制。

参考文献

Breathing coordinates cortico-hippocampal dynamics in mice during offline states