Yapılan son araştırmalar, doğal sohbetler sırasında nefes alıp verme ile konuşmanın senkronizasyonunda rol oynayan belirli beyin bölgelerini ortaya koydu. Fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) çalışmaları, konuşmanın başlamasından yaklaşık 200 milisaniye önce solunum zirvelerinin meydana geldiğini gösteriyor. Bu durum, konuşma için nefesi hazırlayan bilinçli bir kontrolün varlığına işaret ediyor.
Araştırmada, nefes alıp verme zirvelerinin konuşma ile ilişkili olmayan zirvelerle karşılaştırıldığında, postcentral sulkus, beyin sapı ve beyincikte anlamlı bir aktivasyon tespit edildi. Bu bölgeler, solunumu düzenlemek ve hareketleri koordine etmek için kritik öneme sahiptir. Postcentral sulkus, bilinçli solunum sırasında solunum kaslarından gelen duyusal bilgilerin işlenmesine yardımcı olurken; beyin sapı, otomatik solunum ritimlerini kontrol eder ve gaz değişimi için sinyalleri entegre eder. Beyincik ise motor kontrolü koordine etmek için hem beyin sapı hem de kortikal alanlarla bağlantı kurar.
Bu bulgular, konuşma için nefesi yöneten farklı beyin alanları arasındaki karmaşık etkileşimi vurgulamaktadır. Bu ağ, konuşma için gereken istemli kontrolü sağlamak üzere otomatik solunum modellerinin üstesinden gelmeye yardımcı olur. Bu araştırma, motor korteks, tamamlayıcı motor alan ve premotor alanın istemli solunum kontrolü ile olan bağlantısını genişleten önceki çalışmaları da desteklemektedir. Ayrıca, insular korteks de konuşma motor bölgeleriyle bağlantı kurarak solunum sinyallerinin işlenmesinde rol oynar.
Beynin nefes alıp vermeyi ve konuşmayı nasıl koordine ettiğini anlamak, duyularımızın ve hareketlerimizin nasıl birlikte çalıştığına dair modeller için hayati önem taşımaktadır. Bu bilgi birikimi, konuşma ve solunum bozuklukları için tedavi geliştirilmesine de katkı sağlayabilir. Örneğin, MIT'de yapılan ve Mart 2024'te Science dergisinde yayımlanan bir araştırma, farelerde ses çıkarma ve nefes alıp vermeyi koordine eden bir beyin devresi keşfetti. Bu devre, ses üretimini sağlayan gırtlak daralmasını ve akciğerlerden hava atılmasını kontrol eder. Araştırmacılar, bu devrenin insan konuşma üretiminde de benzer bir rol oynadığını düşünmektedir.
Bu çalışmada, beyin sapındaki solunum ritmini düzenleyen bir bölgenin, konuşmayı kontrol eden nöronları inhibe ederek nefesin konuşmaya öncelik vermesini sağladığı ortaya konmuştur. Bu, konuşma sırasında nefes almak için duraklamamızın nörolojik temelini açıklamaktadır. Bu bulgular, beyin sapındaki retroambiguus çekirdeği (RAm) ve pre-Bötzinger kompleksi gibi bölgelerin, konuşma ve solunum arasındaki hassas dengeyi kurmadaki kritik rolünü vurgulamaktadır. Bu karmaşık ağın anlaşılması, konuşma ve solunumla ilgili bozuklukların tedavisi için yeni yollar açabilir. Bu çalışma, 2019 yılında Nature Neuroscience dergisinde yayımlanmıştır.