Мозг и дыхание: как синхронизируются речь и дыхание

Новейшие исследования пролили свет на то, как мозг синхронизирует дыхание и речь во время естественных диалогов. Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) показала, что пики дыхания предшествуют началу речи примерно на 200 миллисекунд, что указывает на сознательный контроль над дыханием для подготовки к речевому акту.

Исследование выявило значительную активность в постцентральной борозде, стволе мозга и мозжечке при сравнении пиков дыхания, связанных с речью, и тех, что не связаны с ней. Эти области играют решающую роль в регуляции дыхания и координации движений. Постцентральная борозда участвует в обработке сенсорной информации от дыхательных мышц при намеренном дыхании. Ствол мозга контролирует автоматические ритмы дыхания и интегрирует сигналы для газообмена, тогда как мозжечок, связанный со стволом мозга и корковыми областями, координирует двигательный контроль.

Эта сеть помогает преодолевать автоматические паттерны дыхания, обеспечивая добровольный контроль, необходимый для говорения. Исследование дополняет предыдущие работы, связывающие моторную кору, дополнительную моторную область и премоторную область с произвольным контролем дыхания. Также в обработке дыхательных сигналов и связи с речевыми моторными областями участвует островок (инсула).

Понимание того, как мозг координирует дыхание и речь, имеет важное значение для моделей взаимодействия наших чувств и движений. Эти знания также могут способствовать разработке методов лечения нарушений речи и дыхания. Исследование было опубликовано в журнале Nature Neuroscience в 2019 году.

Дополнительные исследования показывают, что мозжечок, помимо координации движений, участвует в когнитивных функциях, таких как внимание и язык, а также в эмоциональном контроле. Его роль в точной координации и синхронизации движений, включая речевые, делает его важным элементом в этом процессе. Ствол мозга, как основной регулятор жизненно важных функций, таких как дыхание и сердечный ритм, обеспечивает базовую основу для речевой активности, интегрируя сигналы от различных частей мозга и спинного мозга. Постцентральная борозда, являясь частью теменной доли, играет ключевую роль в обработке сенсорной информации, что важно для обратной связи при речевом производстве.