Фазы дыхания координируют процессы памяти в мозге

В эксперименте 18 участников изучали пары из 120 изображений и связанных с ними слов. Позже их просили вспомнить эти ассоциации, а затем повторить попытку после двухчасового дневного сна. На протяжении всего процесса исследователи фиксировали дыхательный ритм и активность мозга с помощью ЭЭГ, чтобы проследить, как физиологические и нейронные процессы синхронизируются во время воспоминаний.

Результаты показали: участники лучше вспоминали слова и связанные картинки, когда подсказка — напоминание — подавалась во время или непосредственно перед вдохом. При этом данные ЭЭГ указывают, что само восстановление воспоминания в мозге чаще происходило во время выдоха. Ученые говорят о своеобразном разделении функций: вдох создает оптимальный момент для получения сигнала, а выдох — для реконструкции памяти. Таким образом, дыхательный ритм задает временную структуру для восприятия и воспроизведения информации.

В мозговой активности обнаружились две характерные черты успешного вспоминания. Первая — ослабление активности альфа- и бета-диапазонов, что обычно связано с концентрацией и активацией памяти. Вторая — реактивация тех же нейронных паттернов, которые были задействованы при первоначальном обучении, то есть мозг повторно вспоминал выученное.

Во время эксперимента участники дышали естественным образом, не контролируя ритм специально. Исследователи предполагают, что будущие работы с намеренным управлением дыханием помогут понять, можно ли использовать такие механизмы в повседневной жизни — например, при подготовке к экзаменам или во время обучения. Кроме того, требуется изучить, как дыхание влияет на более давние воспоминания.

Также были выявлены значительные индивидуальные различия: у некоторых людей процессы памяти сильнее синхронизированы с дыхательным ритмом, что может объяснять различия в способности к запоминанию.