Berichten

Neuroscience News

Neuroscience NewsDecember 7, 2016

Summary: A new study reports the rhythm of your breathing can influence neural activity that enhances memory recall and emotional judgement.

Source: Northwestern University.

Breathing is not just for oxygen; it’s now linked to brain function and behavior.

Northwestern Medicine scientists have discovered for the first time that the rhythm of breathing creates electrical activity in the human brain that enhances emotional judgments and memory recall.

These effects on behavior depend critically on whether you inhale or exhale and whether you breathe through the nose or mouth.

In the study, individuals were able to identify a fearful face more quickly if they encountered the face when breathing in compared to breathing out. Individuals also were more likely to remember an object if they encountered it on the inhaled breath than the exhaled one. The effect disappeared if breathing was through the mouth.

“One of the major findings in this study is that there is a dramatic difference in brain activity in the amygdala and hippocampus during inhalation compared with exhalation,” said lead author Christina Zelano, assistant professor of neurology at Northwestern University Feinberg School of Medicine. “When you breathe in, we discovered you are stimulating neurons in the olfactory cortex, amygdala and hippocampus, all across the limbic system.”

Northwestern scientists first discovered these differences in brain activity while studying seven patients with epilepsy who were scheduled for brain surgery. A week prior to surgery, a surgeon implanted electrodes into the patients’ brains in order to identify the origin of their seizures. This allowed scientists to acquire electro-physiological data directly from their brains. The recorded electrical signals showed brain activity fluctuated with breathing. The activity occurs in brain areas where emotions, memory and smells are processed.

This discovery led scientists to ask whether cognitive functions typically associated with these brain areas — in particular fear processing and memory — could also be affected by breathing.

Image shows the location of the amygdala in the brain.

The amygdala is strongly linked to emotional processing, in particular fear-related emotions. So scientists asked about 60 subjects to make rapid decisions on emotional expressions in the lab environment while recording their breathing. Presented with pictures of faces showing expressions of either fear or surprise, the subjects had to indicate, as quickly as they could, which emotion each face was expressing. NeuroscienceNews.com image is for illustrtive purposes only.

The amygdala is strongly linked to emotional processing, in particular fear-related emotions. So scientists asked about 60 subjects to make rapid decisions on emotional expressions in the lab environment while recording their breathing. Presented with pictures of faces showing expressions of either fear or surprise, the subjects had to indicate, as quickly as they could, which emotion each face was expressing.

When faces were encountered during inhalation, subjects recognized them as fearful more quickly than when faces were encountered during exhalation. This was not true for faces expressing surprise. These effects diminished when subjects performed the same task while breathing through their mouths. Thus the effect was specific to fearful stimuli during nasal breathing only.

In an experiment aimed at assessing memory function — tied to the hippocampus — the same subjects were shown pictures of objects on a computer screen and told to remember them. Later, they were asked to recall those objects. Researchers found that recall was better if the images were encountered during inhalation.

The findings imply that rapid breathing may confer an advantage when someone is in a dangerous situation, Zelano said.

“If you are in a panic state, your breathing rhythm becomes faster,” Zelano said. “As a result you’ll spend proportionally more time inhaling than when in a calm state. Thus, our body’s innate response to fear with faster breathing could have a positive impact on brain function and result in faster response times to dangerous stimuli in the environment.”

Another potential insight of the research is on the basic mechanisms of meditation or focused breathing. “When you inhale, you are in a sense synchronizing brain oscillations across the limbic network,” Zelano noted. About this memory research article

Other Northwestern authors include Heidi Jiang, Guangyu Zhou, Nikita Arora, Dr. Stephan Schuele and Dr. Joshua Rosenow.

Source: Marla Paul – Northwestern University
Image Source: NeuroscienceNews.com image is in the public domain.
Video Source: The video is credited to NorthwesternU.
Original Research: Abstract for “Nasal Respiration Entrains Human Limbic Oscillations and Modulates Cognitive Function” by Christina Zelano, Heidi Jiang, Guangyu Zhou, Nikita Arora, Stephan Schuele, Joshua Rosenow and Jay A. Gottfried in Journal of Neuroscience. Published online December 7 2016 doi:10.1523/JNEUROSCI.2586-16.2016 Cite This NeuroscienceNews.com Article

Northwestern University. “Rhythm of Breathing Affects Memory and Fear.” NeuroscienceNews. NeuroscienceNews, 6 December 2016.
<http://neurosciencenews.com/memory-fear-breathing-5699/>.


Abstract

Nasal Respiration Entrains Human Limbic Oscillations and Modulates Cognitive Function

The need to breathe links the mammalian olfactory system inextricably to the respiratory rhythms that draw air through the nose. In rodents and other small animals, slow oscillations of local field potential activity are driven at the rate of breathing (∼2–12 Hz) in olfactory bulb and cortex, and faster oscillatory bursts are coupled to specific phases of the respiratory cycle. These dynamic rhythms are thought to regulate cortical excitability and coordinate network interactions, helping to shape olfactory coding, memory, and behavior. However, while respiratory oscillations are a ubiquitous hallmark of olfactory system function in animals, direct evidence for such patterns is lacking in humans. In this study, we acquired intracranial EEG data from rare patients (Ps) with medically refractory epilepsy, enabling us to test the hypothesis that cortical oscillatory activity would be entrained to the human respiratory cycle, albeit at the much slower rhythm of ∼0.16–0.33 Hz. Our results reveal that natural breathing synchronizes electrical activity in human piriform (olfactory) cortex, as well as in limbic-related brain areas, including amygdala and hippocampus. Notably, oscillatory power peaked during inspiration and dissipated when breathing was diverted from nose to mouth. Parallel behavioral experiments showed that breathing phase enhances fear discrimination and memory retrieval. Our findings provide a unique framework for understanding the pivotal role of nasal breathing in coordinating neuronal oscillations to support stimulus processing and behavior.

SIGNIFICANCE STATEMENT Animal studies have long shown that olfactory oscillatory activity emerges in line with the natural rhythm of breathing, even in the absence of an odor stimulus. Whether the breathing cycle induces cortical oscillations in the human brain is poorly understood. In this study, we collected intracranial EEG data from rare patients with medically intractable epilepsy, and found evidence for respiratory entrainment of local field potential activity in human piriform cortex, amygdala, and hippocampus. These effects diminished when breathing was diverted to the mouth, highlighting the importance of nasal airflow for generating respiratory oscillations. Finally, behavioral data in healthy subjects suggest that breathing phase systematically influences cognitive tasks related to amygdala and hippocampal functions.

“Nasal Respiration Entrains Human Limbic Oscillations and Modulates Cognitive Function” by Christina Zelano, Heidi Jiang, Guangyu Zhou, Nikita Arora, Stephan Schuele, Joshua Rosenow and Jay A. Gottfried in Journal of Neuroscience. Publish

Zie ook: Suiker, zout en vet Omega 3 in ons eten ADHD en voeding Alles over darmbacteriën Melk de witte sloper Voorkom depressie in je buik Suiker de sluipmoordenaar Tips voor broodbeleg Magnesiumtekort door maagzuurremmers

Foto Research, van de Osteopraktijk in Amsterdam, behandeling van bewegingsbeperkingen van botten, spieren, bloedvaten, ingewanden.

In een uitgebreide recente studie door Patricia M. Herman (et al.) wordt de economische waarde van de complementaire, of alternatieve geneeskunde (CAM) geëvalueerd in het huidige stelsel van hervormingen binnen de zorg. In de bijlage van dit bericht bevind zich het onderzoek uit het British Medical Journal (BMJ). Lees meer

Foto vaccinatie, van de Osteopraktijk in Amsterdam, behandeling van bewegingsbeperkingen van botten, spieren, bloedvaten, ingewanden.

De rechtbank in Middelburg ziet geen reden om huisarts Hans van der Linde op de vingers te tikken over zijn uitlating dat het RIVM en RIVM-topman Roel Coutinho zich schuldig maken aan belangenverstrengeling. Het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) had de zaak aangespannen tegen de huisarts na uitlatingen van hem over het nut van de griepprik en zijn beschuldigingen over belangenverstrengeling. De rechtbank in Middelburg deed woensdag uitspraak. Lees meer

WAAROM MOET BRUSSEL ONZE GEZONDHEID BEPALEN? VOLKSGEZONDHEID IS EEN NATIONAAL BELEID

De Europese Commissie is bezig wetten voor te bereiden op het gebied van Complementaire Alternatieve Behandelmethoden (CAM), zoals homeopathie, kruidengeneeskunde, etc. te beperken en het verkrijgen en gebruiken van vitaminen, mineralen, sporenelementen en andere voedingsstoffen te minimaliseren tot globaal de Aanbevolen Dagelijkse Hoeveelheid (ADH). Lees meer

HET CONSULT BESTAAT UIT EEN AANTAL ONDERDELEN

Wat kan ik verwachten tijdens het consult? Het consult bestaat uit een aantal onderdelen. Zo wordt in het begin de anamnese gehouden. Als de intake-formulieren zijn opgestuurd dan worden deze besproken. Daarna vind het lichamelijk onderzoek plaats.

Op dit moment kijkt de osteopaat naar het hele lichaam. Niet alleen naar het deel waar de klachten zich presenteren. Hij zal in dit onderzoek proberen uit te vinden waar de systemen liggen die het minst goed bewegen. Dat kan bijvoorbeeld een vlies in de buik zijn bij hoofdpijn klachten. Het lichamelijk onderzoek vindt plaats in:

  1. Stand,

  2. Zit en

  3. Lig

Stand en zit is gaat snel. Het grootste gedeelte van de tijd lig je dan ook op je rug op de behandeltafel.

De bevindingen van het onderzoek worden met je besproken. Er wordt ook een mogelijke verklaring gegeven voor de relatie van het vastzittende weefsel met de klacht.

De behandeling is dan gericht op het losmaken van dit weefsel. Dat doet de osteopaat met zijn handen. De bewegingen zijn meestal pijnloos omdat de behandelaar zoekt naar vrije bewegelijkheid (en niet naar pijn).

Dit alles duurt meestal een uur, maar soms ook korter. In dit geval wordt een half consult geschreven. In een volgend consult wordt deze volgorde weer herhaald. Het kan zijn dat het lichaam de spanning in een ander gebied vertoont. Mocht je nog vragen hebben over “wat kan ik verachten tijdens het consult” Laat het dan gerust even weten aan de osteopaat.

WAT KAN IK VERWACHTEN NA DE BEHANDELING?

Veel mensen ervaren na een behandeling een verandering van de klacht. We streven uiteraard naar een vermindering van de klachten, wat in veel gevallen ook wordt bereikt, maar soms verandert er niets. Mogelijk liet het lichaam de behandeling (nog) niet toe. In een eventueel herhalingsconsult wordt daar rekening mee gehouden.

Sommige mensen ervaren na de behandeling tijdelijk een verergering van hun klachten. Ook willekeurige andere symptomen kunnen optreden zoals: hoofdpijn, emotionele veranderingen, verandering in de cycli (slaap/waak, menstruatie, etc.) of spierpijn.

Deze veranderingen zijn normaal. Het lichaam wordt door de behandeling even uit zijn evenwicht gehaald, waardoor de genezing in gang wordt gezet. Deze reacties op de behandeling verdwijnen in de loop van de daaropvolgende dagen. Soms duurt dit 24 uur maar soms ook langer. In een enkel geval tot meerdere dagen.

De osteopaat heeft het vastzittende weefsel losgemaakt. Hierdoor zijn er afvalstoffen vrij gekomen die daar niet weg konden. Vaak adviseren wij dan om veel water te drinken (als je niet al genoeg drinkt). Het extra water zou deze afvalstoffen moeten ‘wegspoelen’.

Meer over behandeling osteopaat Amsterdam

Foto nekpijn (2), van de Osteopraktijk in Amsterdam, behandeling van bewegingsbeperkingen van botten, spieren, bloedvaten, ingewanden.

Osteopathie is een manuele onderzoeks- en behandel methode van gewrichten en andere weefsels van het lichaam. Niet alleen worden die door de osteopaat op hun beweeglijkheid getest, maar ook op de onderlinge relaties. Want als daar iets scheef zit, kan dat klachten veroorzaken. Vaak gaat dat sluipenderwijs. Lees meer