Nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Nature Neuroscience năm 2019 đã xác định các vùng não cụ thể điều chỉnh nhịp thở khớp với lời nói trong giao tiếp tự nhiên.
Các nhà khoa học đã sử dụng hình ảnh cộng hưởng từ chức năng (fMRI) và phát hiện ra rằng nhịp thở có xu hướng bắt đầu khoảng 200 mili giây trước khi bắt đầu lời nói. Điều này cho thấy sự kiểm soát có ý thức đối với nhịp thở nhằm chuẩn bị cho việc phát biểu.
Nghiên cứu chỉ ra sự kích hoạt đáng kể ở rãnh hậu trung tâm, thân não và tiểu não khi so sánh các đỉnh hô hấp trước lời nói với những đỉnh không liên quan đến lời nói. Rãnh hậu trung tâm hỗ trợ xử lý thông tin cảm giác từ các cơ hô hấp trong quá trình thở có chủ ý. Thân não kiểm soát nhịp thở tự động và tích hợp các tín hiệu cho trao đổi khí, trong khi tiểu não phối hợp kiểm soát vận động bằng cách kết nối với thân não và các vùng vỏ não.
Những phát hiện này nhấn mạnh sự tương tác phức tạp giữa các vùng não khác nhau trong việc quản lý nhịp thở cho lời nói. Mạng lưới này giúp ghi đè các kiểu thở tự động để cho phép kiểm soát tùy ý cần thiết cho việc phát biểu. Nghiên cứu này mở rộng các công trình trước đây liên kết vỏ não vận động, vùng vận động bổ sung và vùng tiền vận động với việc kiểm soát hơi thở tự nguyện. Vỏ não đảo cũng đóng vai trò trong việc xử lý tín hiệu hô hấp, kết nối với các vùng vận động lời nói.
Việc hiểu rõ cách bộ não điều phối nhịp thở và lời nói là rất quan trọng đối với các mô hình về sự phối hợp giữa các giác quan và chuyển động của chúng ta. Kiến thức này cũng có thể hỗ trợ phát triển các phương pháp điều trị cho các rối loạn về lời nói và hô hấp.
Các nghiên cứu sâu hơn đã chỉ ra rằng tiểu não, ngoài vai trò điều phối vận động, còn tham gia vào các chức năng nhận thức và cảm xúc. Cụ thể, tiểu não có thể đóng góp vào việc điều chỉnh thời gian của các chuyển động và sự phối hợp của chúng, điều này rất cần thiết cho việc tạo ra lời nói mạch lạc. Tương tự, thân não, với vai trò trung tâm điều khiển các chức năng sống còn như nhịp thở và nhịp tim, cũng có thể đóng góp vào việc điều chỉnh các tín hiệu cảm giác liên quan đến hơi thở, từ đó ảnh hưởng đến việc chuẩn bị cho lời nói. Sự phối hợp giữa các vùng não này cho thấy một mạng lưới phức tạp, nơi các tín hiệu cảm giác và vận động được tích hợp để tạo ra một quá trình giao tiếp liền mạch và hiệu quả.