Всего выделяют восемь популяций нейронов дыхательного центра, но, опять же упрощая, их можно разделить на инспираторные – обеспечивающие вдох – и экспираторные – участвующие в процессе выдоха.
Нейроны дыхательного центра способны к генерации спонтанной активности – это их основное качество. Возбуждение нейронов ДЦ по волокнам периферической нервной системы передаётся на дыхательные мышцы, которые возбуждаются, приходят в движение, расширяя грудную клетку и увеличивая её внутренний объём, за счёт чего и происходит вдох. К концу вдоха приходят в возбуждение экспираторные нейроны ДЦ, оказывающие тормозные влияния на процесс вдоха. Дыхательные мышцы расслабляются, эластическая тяга грудной клетки заставляет её пассивно спадаться, вследствие чего происходит естественный выдох. После этого система какое-то время сохраняет состояние покоя – до того момента, пока инспираторные нейроны дыхательного центра снова не придут в возбуждение, инициируя следующий вдох.
Какие же факторы влияют на активность дыхательного центра, частоту его импульсации и, как следствие, на частоту дыхания? Основным регулятором деятельности дыхательного центра является газовый состав крови. Концентрация углекислого газа – основного конечного метаболита энергетического обмена – наиболее активно влияет на активность инспираторных нейронов. Каждый дыхательный цикл, а точнее – каждый выдох, выводит СО2 в атмосферу, и уровень углекислого газа в крови снижается; нейроны ДЦ утрачивают активность, в деятельности дыхания наступает пауза. Далее вследствие продолжающихся метаболических процессов СО2 накапливается и, достигая определённого порога, возбуждает дыхательный центр. Последний, в свою очередь, возбуждает дыхательную мускулатуру, и начинается очередной вдох-выдох, снижающий уровень углекислого газа.
Кроме СО2 регулирующие влияния на дыхательный центр оказывает уровень кислорода в артериальной крови, а также кислотность крови, находящаяся в тесных взаимосвязях с уровнем СО2.
Таким образом, уровень газов крови оказывает основные регулирующие влияния на деятельность дыхательного центра. Изменения дыхания влекут за собой изменения газового состава крови – что в свою очередь меняет активность дыхательного центра, восстанавливая равновесие внутренней газовой среды.
Однако на деятельность дыхательного центра и нашего дыхания оказывают влияние ещё очень многие факторы – к примеру, тонус нервной системы. Увеличение мышечной нагрузки или психоэмоциональное возбуждение (повышение симпатического тонуса) снижает порог возбудимости нейронов дыхательного центра, и дыхание учащается; состояние психофизиологического покоя (повышение парасимпатического тонуса) делает дыхательный центр более пассивным, приводя к успокоению и урежению дыхания.
Таким образом, дыхательный центр очень чутко приспосабливает процесс дыхания к состоянию организма, регулируя и поддерживая равновесие внутренней среды, приводя многочисленные системы организма в соответствие с ситуацией – физической и психоэмоциональной нагрузкой, положением тела, газовым составом внешней среды и так далее.
При этом у дыхания есть уникальная особенность: по выражению академика Ноздрачёва, оно является самой кортикализованной из всех жизненных функций; другими словами, дыхательная система в исключительной степени подвластна волевому контролю и сознательному управлению. То есть дыхательный центр, находясь в тесной связи с «животными» функциями тела, при этом подвластен вышележащим структурам ЦНС (коре головного мозга) и в определённых обстоятельствах может исполнять «волю сверху» вне зависимости от того, какая ситуация складывается «внизу».
Это обстоятельство приобретает особое значение в контексте выполнения йогических и йогатерапевтических практик. Что касается собственно йогического управления дыханием – это большая тема для отдельного разговора; сейчас мы обсудим работу с дыхательным центром в йогатерапии.
Многие йогатерапевтические алгоритмы основаны на простых динамических связках, в которых осуществляется переход из одного положения тела в другое и обратно, причём это делается синхронно со вдохом и с выдохом. Стандартный пример подобных терапевтических связок – марджариасана и её многочисленные вариации либо динамические варианты ардха-шалабхасаны. Примеров может быть множество, общим принципом является синхронизация движения и дыхания. Обычно начинающие, выполняя динамические связки на вдохе-выдохе, привязывают дыхание к движению, что приводит к увеличению частоты дыхания по сравнению с нормальной. Само по себе стойкое учащение дыхания, приводящее к гипервентиляции (особенно выполняемое на протяжении всего занятия), может легко приводить к неблагоприятным изменениям мозгового кровотока и к нарушениям кислородного обеспечения нейронов. Отсюда вытекает важнейший принцип динамических терапевтических комплексов: движение должно происходить в ритме естественного дыхания.