科学的呼吸

深呼吸是最简单的冥想和瑜伽练习的基础。但神经发生了什么当你通过鼻子吸气和呼气嘴稍微复杂一点。

这正是博士生安德鲁Kottick花了四年的时间研究的一部分,威廉与玛丽的系统神经科学实验室,由应用科学的教授和主席,克里斯托弗·a·德尔黑人。实验室研究大脑如何产生和调节呼吸功能在哺乳动物。

Kottick最新的贡献研究,最近获得了2500美元的威廉与玛丽跨学科研究上的卓越表现,帮助确定哪些细胞,在大量的大脑,负责刺激运动神经元,使呼吸。他的研究可能会打开门来提高治疗呼吸道疾病如中央睡眠呼吸暂停。在午餐时他会荣幸毕业研究研讨会3月19日。

“我们已经知道所涉及的区域节奏代髓质,但这是不够的,如果你想治疗呼吸系统疾病,“Kottick说。“你必须具体确定哪些细胞是负责任的。”

与大脑的其他部分,髓质包含一系列复杂的神经元参与一系列基本的生理功能。“当你打开一个大脑与小脑的一部分,你通常能识别一群细胞具有相同的功能,因为他们可能更大的或不同的形状从他们周围的人,“Kottick说。“在髓质,你不能去说这个细胞这这个呢。他们看起来都一样。”

很难正确的呼吸问题具有侵略性,而不会影响其他领域。目前的治疗睡眠呼吸暂停等疾病涉及从外部解决问题与呼吸面罩(CPAP)穿舒适地在晚上的脸。Kottick说,但确定呼吸基因可能为更先进的治疗方法。

“如果你可以识别的遗传起源细胞,控制呼吸的肌肉就可以创建合成病毒会在和有选择地修改和治疗这些细胞,”Kottick说。

阐述的研究由他的同事和前辈,Kottick假设一个名为Dbx1的基因,这是众所周知的,表达兴奋性标记参与呼吸活动,负责调节神经网络产生的呼吸节奏。细胞基因表达Dbx1 Pre-Botzinger内发现有丰富复杂,大脑的这一区域内的髓质是呼吸控制中心。

为了测试他的理论,Kottick在培养皿中创建了一个类人脑环境包含Dbx1神经元含有激活触发器设计增加和减少细胞活动。然后,他使用激光选择性刺激神经元和沉默。他和他的同事们发现,神经元受到刺激时,呼吸活动增加;当他们被抑制,呼吸活动停止。

“这个项目是在一年多的,所以这是意想不到的实际工作,“Kottick说。“这是相对较新的技术,当我们开始使用它。”

Kottick希望他的研究的证据将激励制药公司扩展他的发现,导致新疗法治疗疾病如中央睡眠呼吸暂停。他还指出神经科学领域的重要性。

“很多我们所做的是转让在神经科学领域中,”他说。“有人研究不同的行为可能希望使用这种技术来识别,刺激,或者压制不同的细胞类型,看看它控制他们感兴趣的行为。这是一种促进研究和希望治疗呼吸以外的领域。”

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