Neuron: между ритмом дыхания и готовностью к риску есть удивительная связь

Фото из открытых источников

Новое исследование, опубликованное в журнале Neuron, предоставляет доказательства того, что контроль над ритмом дыхания может активно влиять на то, как мы принимаем решения, связанные с риском. Результаты показывают, что более длительный выдох увеличивает активность в нервной системе в состоянии покоя, что, в свою очередь, делает мозг более чувствительным к потенциальным вознаграждениям. Это говорит о том, что простые дыхательные техники могут служить практическим инструментом для изменения нашего поведения при принятии решений в повседневной жизни.

Способ обработки нами внешней информации и принятия решений тесно связан с нашим внутренним физическим состоянием. В состоянии стресса сердце человека бьется чаще, а дыхание учащается. Это физическое возбуждение, как правило, делает людей более чувствительными к потенциальным потерям, часто приводя к осторожному поведению, избеганию рисков. Эта стрессовая реакция контролируется симпатической нервной системой — сетью нервов, которая подготавливает организм к интенсивной физической активности.

С другой стороны, расслабленное физическое состояние обычно связано с парасимпатической нервной системой. Это параллельная сеть нервов, которая помогает организму отдыхать и переваривать пищу, замедляя сердечный ритм и способствуя ощущению спокойствия. Предыдущие исследования показывают, что люди с более высокой парасимпатической активностью в состоянии покоя, как правило, более чувствительны к потенциальным вознаграждениям.

Группа ученых под руководством Вэньхао Хуана и Соён К. Пак из Немецкого института питания человека хотела выяснить, могут ли люди намеренно воздействовать на эту внутреннюю систему, чтобы изменить свое поведение. Они сосредоточились на конкретной технике, называемой пролонгированным выдохом. Она включает в себя короткий вдох и медленный выдох. Физиологически выдох связан со снижением частоты сердечных сокращений, что увеличивает естественные колебания времени между ударами сердца.

Целью исследователей было выяснить, может ли этот метод осознанного дыхания в режиме реального времени усиливать парасимпатическую активность. Они также хотели понять, повлияет ли такое физическое изменение на то, как мозг оценивает рискованные варианты. Изучая связь между сердцем, легкими и мозгом, ученые надеялись обнаружить биологический механизм, связывающий осознанное дыхание со сложными когнитивными процессами.

Для проверки своих идей исследователи набрали здоровых взрослых для лабораторного эксперимента. В финальную группу вошли 41 участник со средним возрастом около 25 лет. Ученые использовали внутригрупповой дизайн, то есть каждый участник выполнял задание, связанное с азартными играми, в двух разных условиях дыхания, что позволило исследователям сравнить поведение каждого человека с его собственным базовым уровнем.

В одном из условий участники дышали естественно, в состоянии, называемом эупноэ. Исследователи сначала записали нормальный ритм дыхания каждого человека и создали на экране специальную визуальную шкалу темпа, которой участники должны были следовать. В другом условии участники следовали длительному режиму выдоха. Это требовало вдоха в течение двух секунд и выдоха в течение восьми секунд, также с помощью визуальной шкалы прогресса.

В ходе обоих дыхательных упражнений участникам предлагался ряд азартных игр. Каждый вариант давал 50-процентный шанс выиграть денежное вознаграждение в размере от 10 до 30 евро и 50-процентный шанс проиграть определенную сумму в размере от 5 до 15 евро. Участникам давалось максимум три секунды, чтобы решить, принять или отклонить азартную игру, используя четырехбалльную шкалу.

Чтобы поддерживать интерес участников, им сообщили, что в конце исследования три из их решений будут выбраны случайным образом. За эти выбранные решения затем выплачивались реальные деньги. Это гарантировало, что участники отнесутся к азартной игре серьезно и сделают реалистичный выбор.

По мере того, как участники делали свой выбор, исследовательская группа регистрировала их физиологические реакции с помощью различных инструментов. Они отслеживали сердечную активность с помощью электрокардиограмм и датчиков пульса для измерения вариабельности сердечного ритма. Вариабельность сердечного ритма — это колебание во времени между последовательными сердечными сокращениями. Более высокая вариабельность сердечного ритма является хорошо известным маркером повышенной парасимпатической активности.

Ученые также измеряли проводимость кожи и размер зрачка с помощью специальных трекеров. Эти физиологические реакции указывают на активность симпатической нервной системы. Одновременно участники находились внутри аппарата функциональной магнитно-резонансной томографии. Этот аппарат отслеживает кровоток в головном мозге, позволяя ученым наблюдать, какие нейронные области активизировались в процессе принятия решений.

Измерения показали, что техника длительного выдоха успешно изменила внутреннее состояние участников. Вариабельность сердечного ритма значительно увеличилась при медленном выдохе, что подтвердило повышение парасимпатической активности. Интересно, что этот тип дыхания не изменил кожную проводимость или размер зрачков.

Это позволяет предположить, что техника дыхания избирательно активировала покоящуюся нервную систему, не отключая базовые маркеры возбуждения организма. На поведенческом уровне медленный темп дыхания изменил отношение участников к риску. При использовании техники длительного выдоха люди чаще выбирали рискованные варианты.

Статистические модели показали, что этот сдвиг произошел потому, что участники стали более чувствительны к потенциальным выгодам, предлагаемым азартными играми. Их чувствительность к потенциальным потерям не изменилась между двумя условиями дыхания. Более длительные выдохи, в частности, усилили привлекательность денежной выгоды.

Исследователи также подтвердили, что этот эффект не был вызван изменениями внимания или скорости реакции. Участники не тратили больше времени на принятие решений в условиях медленного дыхания. Они также не делали больше случайных выборов, что означает, что их рискованное поведение было продуманным и преднамеренным.

Сканирование мозга дало биологическое объяснение этому изменению в поведении. Исследователи внимательно изучили данные функциональной магнитно-резонансной томографии 35 участников, у которых были полные записи работы сердца и мозга. Они обнаружили, что у людей, у которых наблюдалось наибольшее увеличение вариабельности сердечного ритма, также отмечалась повышенная активность в двух конкретных областях мозга.

Эти области — вентромедиальная префронтальная кора и предклиновидная кора. Вентромедиальная префронтальная кора — это область в передней части мозга, участвующая в обработке информации о риске, страхе и принятии решений. Она играет важную роль в оценке субъективной ценности варианта. Предклиновидная кора, расположенная в задней части мозга, помогает интегрировать телесные ощущения с самосознанием.

Ученые предполагают, что техника дыхания посылала успокаивающие физиологические сигналы в эти области мозга. Эта физиологическая нагрузка, в свою очередь, увеличивала вес, который мозг придавал потенциальным вознаграждениям. Физическое состояние тела напрямую влияло на когнитивную оценку выбора.

Хотя исследование дает подробное представление о связи между дыханием и принятием решений, оно имеет некоторые ограничения. Лабораторные условия и конкретная задача с денежной азартной игрой могут не идеально имитировать выбор, совершаемый в повседневной жизни. Исследователи разработали задачу специально с учетом неприятия потерь у человека, то есть потенциальные вознаграждения были намеренно установлены выше потенциальных потерь.

В будущих исследованиях необходимо будет протестировать различные типы рисков с уравновешенными диапазонами вознаграждения и потерь, чтобы выяснить, применим ли этот эффект дыхания повсеместно. Ученые также надеются изучить, как длительный выдох может влиять на принятие решений в условиях высокого давления в реальных условиях. Оценка этой методики в таких областях, как реагирование на чрезвычайные ситуации, элитный спорт или авиация, может показать, помогает ли контролируемое дыхание профессионалам принимать более взвешенные решения в условиях острого стресса.

Поскольку эта техника проста в освоении и не требует значительных когнитивных усилий, она может стать идеальным инструментом для быстрой регуляции возбуждения. Авторы отмечают, что эти результаты могут быть перспективными и для клинической психологии. Такие состояния, как тревожность, панические расстройства и депрессия, часто связаны с дисбалансом вегетативной нервной системы и изменением способности воспринимать вознаграждение.

Практикуя медленный, продолжительный выдох, пациенты могут получить недорогой и доступный способ восстановить баланс своего физического состояния. Это потенциально может улучшить их эмоциональную обработку и принятие повседневных решений. В будущих исследованиях также можно было бы изучить, могут ли дыхательные техники помочь в управлении пищевым поведением.

Выбор продуктов питания во многом определяется оценкой вознаграждения и сиюминутными телесными ощущениями. Обучение людей контролю дыхания может предложить новую стратегию для групп населения, испытывающих трудности с регулированием питания. Выявление точных способов взаимодействия наших органов с мозгом может проложить путь к новым методам лечения, направленным на организм для исцеления разума.