چرا تنفس عمیق به ما آرامش می‌دهد؟

وب‌سایت نیویورک تایمز به‌تازگی مقاله‌ای را منتشر کرده درباره مسئله تنفس و تاثیر آن در آرامش‌بخشی انسان. به دلیل اهمیت دستاوردهای این پژوهش، مقاله این وب‌سایت را به طور کامل ترجمه کرده‌ایم.

نسل‌های متمادی است که مادرها برای مقابله با اضطراب، فرزندان خود را به نفس کشیدن عمیق و آرام تشویق می‌کنند. همچنین در سنت قدیمی مدیتیشن هم از کنترل تنفس برای ایجاد آرامش در بدن استفاده می‌شود.

به‌تازگی دانشمندان دانشگاه استنفورد برای اولین‌بار به نتایجی درباره دلایل آرامش‌بخشی نفس عمیق دست یافته‌اند. این مطالعه که روی گروهی کوچک از نورون‌ها در درون مغز موش‌ها انجام شده، تاکید می‌کند که پیوندهای درون بدن ما بین تنفس، تفکر، رفتار کردن و احساس چقدر پیچیده و فراگیر است.

تنفس یکی از مهم‌ترین و انعطاف‌پذیرترین فرایندهای درون بدن ماست. تنفس‌های ما به صورت مداوم و منظم و تا حدودی شبیه ضربان قلب در بدن اتفاق می‌افتد. گرچه ما به طور کلی کنترلی روی ریتم ضربان قلب خود نداریم، اما می‌توانیم نحوه تنفس خود را تغییر دهیم؛ در برخی موارد آگاهانه مانند نگه داشتن نفس و در برخی دیگر با اندکی اراده مانند آه کشیدن، نفس‌نفس زدن یا خمیازه کشیدن.

اما این‌که چگونه ذهن و بدن تنفس را تنظیم می‌کنند و این فرایند در سطح سلولی چگونه روی می‌دهد همچنان تا حدود زیادی نامشخص مانده است. حدود ۲۵ سال پیش، پژوهش‌گران دانشگاه کالیفرنیا در لوس‌آنجلس اولین کسانی بودند که گروه کوچکی از ۳ هزار نورون به‌هم‌پیوسته را درون ساقه‌های مغزی حیوانات، شامل انسان، کشف کردند که به نظر می‌رسید بسیاری از جنبه‌های تنفس را کنترل می‌کنند. آن‌ها به این نورون‌ها دستگاه تنظیم تنفس (breathing pacemaker) نام دادند.  
 
با این همه، از آن سال تاکنون پیشرفت‌های کمی در درک دقیق نحوه عمل‌کرد سلول‌ها اتفاق افتاده است. اما به‌تازگی گروهی از دانشمندان دانشگاه استنفورد و دانشگاه‌های دیگر شامل برخی از پژوهش‌گران دانشگاه U.C.L.A.، با استفاده از تکنیک‌های جدید ژنتیکی مطالعات خود را‌ روی هر کدام از نورون‌های موجود در دستگاه تنظیم تنفس آغاز کرده‌اند. دانشمندان موفق شدند با بررسی و ارزیابی پروتئین‌هایی که ژن‌ها در هر کدام از سلول‌ها تولید می‌کنند، نورون‌ها را به «گونه‌ها»ی مختلف تقسیم‌بندی کنند. آن‌ها حدود ۶۵ گونه مختلف از نورون‌ها را در دستگاه تنظیم تنفس شناسایی کردند که احتمالا هر کدام از آن‌ها مسئولیتی مشخص و منحصربه‌فرد در تنظیم برخی جنبه‌های تنفس دارند.

در پژوهشی که نتایج آن سال گذشته در ژورنال Nature منتشر شد، دانشمندان موش‌هایی را پرورش دادند که دارای گونه معینی از سلول دستگاه تنظیم تنفس بودند که می‌توانستند آن را از کار بیاندازند. آن‌ها به این حیوانات ویروسی را تزریق کردند که فقط سلول‌های مربوط به دستگاه تنظیم تنفس را از بین می‌برد. در نتیجه این کار، آن‌ها متوجه شدند با تزریق این ویروس، موش‌ها دیگر آه نمی‌کشند. موش‌ها، مانند انسان‌ها، به طور نرمال، حتی اگر خودشان متوجه نشوند، هر چند دقیقه یک‌بار آه می‌کشند. بدون دستور این سلول‌ها، آه کشیدن متوقف می‌شود. گرچه این مطالعه در نوع خود بسیار قابل توجه بود اما پرسش‌های تازه‌ای را درباره قابلیت‌های نورون‌های دیگر موجود در دستگاه تنظیم تنفس ایجاد کرد.

پیرو مطالعه قبلی، در جدیدترین پژوهشی که در این زمینه انجام شده و نتایج آن در ژورنال Science به چاپ رسیده، پژوهش‌گران به‌دقت دیگر گونه‌های نورون‌های مرتبط به تنفس را از کار انداختند. پس از آن، در ابتدا هیچ تغییری در این حیوانات ایجاد نشد. آن‌ها مانند گذشته آه و خمیازه می‌کشیدند و تنفس داشتند. در مرحله بعد این موش‌ها را به قفس‌های ناآشنا منتقل کردند. موش‌ها وقتی وارد فضای جدیدی می‌شوند به طور نرمال با حالتی وحشت‌زده کندوکاو می‌کنند و با حالتی عصبی همه جا را بو می‌کشند که در واقع شکلی از تنفس سریع است. اما این بار این حیوانات به جای این کارها، به آرامی در جایی نشستند و خود را تمیز کردند. دکتر مارک کراسنو (Mark Krasnow)، استاد بیوشیمی در دانشگاه استنفورد و استاد ناظر این پژوهش، می‌گوید: «موش‌ها به‌شدت می‌لرزیدند».
 
دانشمندان برای درک چرایی این مسئله، بافت‌های مغزی این موش‌ها را بررسی کردند تا بفهمند که آیا این نورون‌های ازکارافتاده با دیگر بخش‌های مغز مرتبط هستند و اگر آری این ارتباط چگونه شکل می‌گیرد. دانشمندان متوجه شدند که نورون‌های مورد بحث پیوندهای زیستی مستقیمی با بخشی از مغز دارند که مسئول تحریک و برانگیختگی انسان است. این بخش از مغز سیگنال‌هایی را به بخش‌های دیگر می‌فرستد و باعث می‌شود ما بیدار شویم، متوجه موضوعی شویم و گاهی مضطرب یا عصبانی شویم. در مورد موش‌ها، این بخش از مغز بی‌اثر باقی مانده بود.

دکتر کوین یکل (Kevin Yackle)، سرپرست این پژوهش، می‌گوید که «آن‌چه ما فکر می‌کردیم در حال روی دادن است» این موضوع بود که نورون‌های ازکارافتاده به طور نرمال فعالیتی را در دیگر نورون‌های موجود در دستگاه تنظیم تنفس شناسایی می‌کنند که تنفس و بو کشیدن سریع را تنظیم می‌کند.

این نورون‌های ازکارافتاده هنگام بو کشیدن، مغز موش‌ها را متوجه این موضوع می‌کنند که اتفاقی نگران‌کننده در حال روی دادن است و مغز باید سیستم نگرانی و وحشت را به کار بیاندازد. در نتیجه این فرایند در مغز موش‌ها، چند عمل بو کشیدن موقتی در حالت اضطراب روی می‌دهد و در یک دور بازخوردی سریع، این حیوانات بیش‌تر و بیش‌تر عمل بو کشیدن را انجام می‌دهند و بیش‌تر و بیش‌تر مضطرب و نگران می‌شوند. بدون وجود چنین مکانیزمی موش‌ها آرام و بی‌حرکت باقی می‌مانند.

طبق گفته‌های دکتر کراسنو و یکل، اگر بخواهیم این موضوع را ساده‌تر بیان کنیم باید بگوییم که تنفس عمیق به این دلیل آرامش‌بخش است که در فرایند آن نورون‌هایی که با مرکز برانگیزاننده مغز در ارتباط‌اند فعال نمی‌شوند. این‌که فرایند تنفس عمیق دارای نورون‌های تنظیم‌کننده جداگانه و مختص به خود است یا این نورون‌ها با دیگر بخش‌های آرام‌کننده بدن در ارتباط‌اند هنوز امری نامکشوف است، اما دانشمندان قصد دارند به مطالعه خود روی هر کدام از زیرگونه‌های موجود در نورون‌های دستگاه تنظیم‌کننده ادامه دهند. به گفته دکتر یکل این بخش از پژوهش هنوز در مراحل ابتدایی خود قرار دارد.

البته تاکنون چنین آزمایشی بیش‌تر روی موش‌ها انجام شده تا انسان‌ها، گرچه دانشمندان معتقدند دستگاه تنظیم تنفس موش‌ها بسیار شبیه انسان‌هاست. با وجود این‌که این پژوهش در مراحل آغازین خود قرار دارد اما به گفته دکتر کراسنو یک قاعده کهن را تایید می‌کند: «مادران ما وقتی ناراحت بودیم از ما می‌خواستند که یک نفس عمیق بکشیم و خب حق با آن‌ها بوده است».