Muistia voidaan parantaa hengittämällä

Hämmentynyt, väärä hengitys häiritsee tiedon muistamista ja vaikeuttaa oppimista huomattavasti.

Se, että muisti ja hengitys ovat yhteydessä toisiinsa, on jo pitkään tiedetty. Aikaisemmissa tutkimuksissa aivojen rytmejä tallennettiin elektrodeilla ja analysoitiin sitten psykologisten testien ja hengitysrytmin tulosten avulla. Havaittiin, että hengityksessä havaittu kuva tai tunne muistettiin paremmin. Lisäksi kokeellisesti todistettiin, että hengityksen ansiosta muistikeskuksissa tapahtuu tiedonvaihtoa yölevon aikana.

Uusi tutkijaryhmä Hegon lääketieteellisestä yliopistosta pyrki hankkimaan lisää tietoa muistin ja hengityskeskusten vuorovaikutuksesta. Tutkijat käyttivät geneettisesti muunneltuja jyrsijöitä, jotka aktivoivat mielivaltaisesti ytimessä sijaitsevien hengityskeskuksen hermosolujen hermosoluja. Asiantuntijat käyttivät optogeneettisiä järjestelmiä: hermosoluihin lisättiin tarvittava valoherkkä proteiini, sitten johdettiin kuitu ja edelleen valopulssit indusoivat hermosoluja tuottamaan pulssivärähtelyjä tai päinvastoin palaamaan lepotilaan.

Jyrsijöiden muistia testattiin. Sillä hetkellä, kun heidän piti muistaa jotakin, heille heräsi hengitysvajaus lyhyen apnean muodossa. Tässä tapauksessa aivot eivät ehtineet tuntea verenkierron häiriöitä, mutta muisti ei tässä vaiheessa toiminut: jyrsijät eivät muistaneet mitään. Tutkijat huomauttavat, että hengitysvajaus vaikutti hippokampuksen hermosolujen toimintaan : neuronit tuottivat edelleen impulsseja, mutta niiden toiminta ei antanut niiden muodostua tyypillisiksi klustereiksi, mikä aiheutti uuden tiedon tallentumisen.

Muuttamalla hengitysrytmiä, nopeuttamalla tai hidastamalla sitä, tekemällä hengityksestä pinnallisempaa tai syvempää, on mahdollista vaikuttaa muistamisprosesseihin, pahentaa tai parantaa niitä. Tietenkään ei pidä unohtaa, että tutkimus tehtiin jyrsijöillä, ei ihmisillä, eivätkä tiedemiehet ole vielä antaneet erityisiä käytännön suosituksia. Jos kuitenkin katsomme eteenpäin, on täysin mahdollista, että lähitulevaisuudessa muistihäiriöitä voidaan parantaa hengitysharjoitusten avulla, jotka valitaan yksilöllisesti aivotoiminnan erityispiirteiden mukaan.

Joitakin johtopäätöksiä voidaan kuitenkin tehdä jo nyt. Esimerkiksi syvempi ja tiheämpi hengitys voi verenkierron ja aivojen hapensaannin lisäksi suorittaa useita lisätoimintoja. Esimerkiksi limbisen järjestelmän optimointi lisäämällä hengitysten määrää ja syvyyttä auttaa tunnistamaan tunteita paremmin ja stimuloimaan muistiprosesseja.

Hengitys on tärkein osa elämää ylläpitävää toimintaa. Monet hengitystoiminnan yksityiskohdat ovat vielä tuntemattomia tieteelle. Mutta tiedemiehet jatkavat ihmiskehon ja sen kykyjen tutkimista ja löytävät yhä enemmän yksityiskohtia.

Tutkimuksen tiedot ja tulokset löytyvät Nature Communications -lehdestä.