תנשמו. מחקרים מגלים איך הנשימה משפיעה על התפקוד שלנו בכל כך הרבה היבטים

קחו נשימה עמוקה. כן, כן, גם דרך המסכה. לנשום, מתברר, זה לא רק להכניס חמצן לגוף. מדענים מגלים לאט לאט שעם השנים והאבולוציה, נוצר קשר עמוק בין הנשימה לתפקוד המוח. אנחנו מביאים כאן כמה מהמחקרים הבולטים שנעשו בתחום. 

1. ההבדל בין זיכרון נשאף לזיכרון ננשף

מחקר שנעשה באוניברסיטת נורת'ווסטרן בארה"ב הראה לראשונה שקצב הנשימה משפיע על פעילות חשמלית במוח, שבתורה משפיעה על שיפוט רגשי ועל הזיכרון. כך, האופן שבו מתקבע זיכרון של רגע מסוים תלוי באופן הנשימה שלנו באותו רגע - האם שאפנו או נשפנו, והאם נשמנו דרך הפה או דרך האף. השינוי הוא לא דרמטי, אך מספיק חזק כך שניתן לזהות אותו במחקר.

הרעיון למחקר הזה עלה בעקבות מחקר אחר שעשו אותם חוקרים על חולי אפילפסיה שעברו ניתוח מוח. שבוע לפני הניתוח, מושתלות בחולים אלה אלקטרודות במוח, כדי למפות את מוקד ההתקפים ואת התפקודים המוחיים הרצויים שלהם, ואגב כך יכולים החוקרים להתחקות אחר הפעילות המוחית שלהם. כשהחוקרים בחנו את המידע מהאלקטרודות, הם ראו שינויים ברורים בדפוסי הפעילות במוח, ודפוס השינויים התאים מאוד לקצב הנשימה.

במאמר שפורסם בכתב העת Journal of Neuroscience, החוקרים מספרים שראו הבדל בפעילות המוחית באזורים הקשורים לזיכרון, ברגשות עזים ובזכרונות רגשיים - האמיגדלה וההיפוקמפוס - כאשר שואפים וכאשר נושפים. מתברר שכאשר אנחנו שואפים, אנחנו מגרים נוירונים במוח האחראים לעיבוד ריח, והם בתורם מגרים את האמיגדלה וההיפוקמפוס. כאשר נושפים, אין גרוי ספציפי של אזורים אלה ופעילות המוח  אחידה יותר.

זה הגיוני, לאור התפקיד המשמעותי של הריח בעירור הזיכרון שלנו. אולם החוקרים העלו מחשבה נוספת: האם הנשימה יכולה להשפיע על תפקוד המוח לא דרך זיכרון של ריח, אלא באופן ישיר על אזורי המוח המושפעים בבירור מדפוס השאיפה והנשיפה? הם תכננו כמה ניסויים התנהגותיים, שהראו שאכן כך.

באחד הניסויים הם ביקשו מנבדקים לזהות פנים מבוהלות. כאשר הם נשמו פנימה, הם זיהו את הפנים מהר יותר מאשר כשנשמו החוצה. לא נמצא הבדל כזה כאשר מטרת הניסוי הייתה לזהות פרצוץ מופתע. בניסוי נוסף, הנבדקים זכרו חפץ טוב יותר אם נתקלו בו בזמן ששאפו ולא בזמן שנשפו, אך האפקט נמחק אם הם נשמו דרך הפה בלבד.

פרופ' כריסטינה זלנו, ממובילות המחקר, הסבירה שבמצב של סיכון, אנשים נושמים במהירות. כתוצאה מכך, הם שואפים יותר ונושפים פחות מאשר במצב של רגיעה. ככל הנראה המטרה היא להגביר את הסיכוי לאתר ריחות רלוונטיים למצב הסכנה. ייתכן שעם האבולוציה, התפתחה גם חדות קוגניטיבית וחדות זיכרון מוגברת במצב הזה, בגלל הקשר שלו עם סכנה.

2. הקשר בין מדיטציה, נשימה ומוח בריא

אם נשימה מהירה ורדודה מתרחשת בזמן סכנה, הגיוני שמצב של נשימה עמוקה, עם איזון בין זמני השאיפה לזמני הנשיפה, כמו במדיטציה, יהיה קשור ברגיעה. מצד אחר, אם נשימה רדודה מזוהה עם דריכות וזיהוי מהיר יותר של סכנה, איך ייתכן שגם מדיטציה נמצאה עם השנים במחקר כמשפרת את היכולות הקוגניטיביות ואת הקשב?

מחקר שעשו חוקרים מאוניברסיטת טריניטי קולג' בדאבלין מנסה להסביר זאת. קודם כול, החוקרים הראו ששינויים בקצב הנשימה משנים את ההפרשה במוח של חומר בשם נוירואדרנלין. זה כנראה חלק מהמנגנון שתיארנו. ההורמון הזה מופרש כאשר אנחנו בסכנה, אבל גם כשאנחנו מאותגרים, סקרנים או מתעמלים.

כשאנחנו בלחץ רב מאוד, רמות הנוירואדרנלין גבוהות מדי, והריכוז שלנו צר מדי. כשהרמות נמוכות מדי, אנחנו לא ערניים. ישנה איזושהי נקודת אמצע, שבה כמות הנוירואדרנלין מושלמת. ובנקודה הזו, אנחנו בשיאנו מבחינת סוגי החשיבה והזיכרון הדרושים למשימות כמו ריכוז ארוך טווח ופתרון בעיות. רמות אופטימליות של נוירואדרנלין גם מאפשרות צמיחה של קשרים מוחיים חדשים, שמשפרים את יכולות החשיבה לטווח הארוך.

החוקרים בחנו במכשירי MRI את הפעילות באזור במוח בשם Locus Coeruleus, שמייצר את האדרנלין. הם הראו שפעילות ברמה אופטימלית באזור הזה מובילה גם לרמות קשב אופטימליות. ידוע גם שהאזור הזה מושפע מהנשימה, כלומר מרמות ה-CO2 בגוף, וכאשר אנחנו נושמים פנימה, הפעילות של האזור הזה עולה מעט, וכשאנחנו נושפים היא יורדת. על בסיס זה הציעו החוקרים כי שליטה בנשימה, כפי שלומדים לעשות מתרגלי המדיטציה, יכולה להפוך אפילו באופן לא מודע כלי לשליטה בקשב. זאת, למשל, על ידי הרגעה של עוררות יתר באמצעות נשימות מסודרות, או הגברת העוררות ברגעים של עוררות חסר באמצעות נשימות עמוקות מאוד.

החוקרים ציינו שבעבר נמצא כי מתרגלי מדיטציה מאבדים פחות מסת מוח כשהם מתבגרים. החוקרים מניחים ששליטה בנשימה, הגורמת לרמות הנוירואדרנלין להיות יותר אופטימליות לאורך שעות רבות יותר של היום, תומכת ביצירת קשרי מוח רבים יותר, ואולי זו הסיבה להידרדרות האיטית יותר שלו. אפשרות נוספת להגיע לשליטה בנשימה דומה לזו של מתרגלי המדיטציה היא באמצעות התעמלות אירובית.

3. על נשימה, נשיפה ורצון חופשי

ממצא קטן שהתגלה בשנות ה-60 של המאה ה-20 טרף את הקלפים בנוגע לאופן שבו אנחנו מבינים את עקרון הרצון החופשי. באותן שנים היה ידוע שלכל תנועה שאנחנו עושים יש פעילות מוחית מקדימה (שנקראת Readiness Potential), אבל אז גילו שהפעילות הזאת מקדימה לא רק את התנועה, אלא גם את הסימן שמעיד על ההחלטה לבצע תנועה. כלומר, נראה שהמוח מוכן לפעולה מסוימת, כמה מילישניות לפני שאנחנו מקבלים את ההחלטה לפעול. אם כך, האם אנחנו באמת מקבלים החלטה או שמדובר רק בהתעדכנות של המוח במה שהגוף מתכוון לעשות? האם רק נדמה לנו שאנחנו מחליטים?

הסוגיה הזאת הטרידה חוקרים רבים בתחום הרצון החופשי במשך שנים. זה קונספט מפתה, כי הוא תואם את התחושה שיש לפעמים לספורטאים כאילו הגוף, ולא המוח, הוליך אותם למהלכים הטובים ביותר שלהם, וגם לתחושה של מכורים כאילו הגוף לבדו צרך את החומרים האסורים. המוח רק מתרץ את ההחלטה, אך לא באמת שולט בה. חוקרים אחרים חושבים שהפתרון נמצא באופן שבו אנחנו מודדים את הסיגנלים הללו, ובמציאות ההחלטה כן קודמת לפקודה לזוז. 

אז מה הקשר לנשימה? חוקרים במכון EPFL בשווייץ הראו שפעולות רצוניות קשורות לדפוסי הנשימה, וגם שה-Readiness Potential (להלן RP) קשור לדפוסי הנשימה.

החוקרים הראו שהסיכוי שבני אדם יקבלו החלטה גובר כאשר הם נושפים החוצה. הם ביקשו מ-52 נבדקים ללחוץ על כפתור ברגע שבו יבחרו. הם מדדו את קצב הנשימה, את קצב הלב ואת גלי המוח באמצעות EEG. הם גילו שכמעט תמיד הלחיצה על הכפתור הייתה בעת נשיפה. כששאלו את הנבדקים אם הם מודעים לקשר מסוים בין דפוסי הנשימה לרגע קבלת ההחלטה, הם טענו שאינם מודעים לכך.

לאחר מכן התבקשו הנבדקים ללחוץ על כפתור מיד כשהם רואים נקודה ירוקה. בניסוי הזה, לא נמצא קשר בין דפוס הנשימה לקבלת ההחלטה. כלומר, כאשר ההחלטה נובעת מטריגר חיצוני, אין קשר לדפוס הנשימה. הבחירה (אם אפשר לקרוא לזה כך) להתארגן נשימתית לפני ביצוע פעולה מתרחשת רק כאשר ההחלטה על מועד הפעולה נובע מתוכנו. גם במחקרים בתחומים אחרים, למשל בחולי פרקינסון, נמצאו הבדלים משמעותיים בין פעולות שנובעות מאיתנו לבין פעולות תגובתיות לגרוי חיצוני. הפעולות שנובעות מאיתנו - גם אם מדובר בפעולות פשוטות מאוד כמו לזרוק כדור - מגייסות חלקי מוח נוספים הקשורים להחלטה ולמוטיבציה. המחקר הזה מראה כי עוד מאפיין של הפעולות האלה הוא סנכרון הנשימה לפני ביצוען.

הגילוי הבא במחקר היה הקשר בין ה-RP לנשימה. נמצא שה-RP גבוה בעת שאיפה יותר מאשר בנשיפה. ייתכן, אומרים החוקרים כעת, שה-RP באמת מגיע לאיזשהו שיא במקביל להיווצרות ההחלטה לבצע פעולה רצונית, אבל כיוון שהוא מושפע גם מנשימה, נוצר הרושם כאילו הוא מגיע לשיאו רגע לפני ההחלטה, בשאיפה, ולא בנשיפה שבה באמת מבוצעת ההחלטה.

החוקרים ציינו שבעבר, תומכי גישת הרצון החופשי ניסוי להתנגד לממצאי ה-RP, באומרם שאולי השיא שנמדד ב-RP רגע לפני החלטה על פעולה בסך הכל מייצג "עלייה וירידה אקראית של 'רעש' בפעילות הנוירונים". כעת החוקרים במחקר זה אומרים, לא מדובר ברעש אקראי, אלא בשינויים מחזוריים הנוצרים מדפוסי הנשימה.

החוקרים גם מציעים, אם כי לא מנסים להדגים זאת בניסוי הזה, כי הבחירה לצאת לפעולה דווקא בעת הנשיפה נובעת מכך שבשלב הזה של מחזור הנשימה יש פחות תחרות. כשאנחנו נושמים פנימה אנחנו מבצעים פעולת שרירים יותר מורכבת, וכפי שעולה מהמחקר הראשון, אנחנו גם מעוררים תהליכים קוגניטיביים רבים. לכן אולי הגוף מנסה לכוון את ייזום הפעולה (עניין מורכב יחסית) לשלב הנשיפה או בין נשימות, כדי לתת לה מקום משלה.

4. השפעת הנשימה על תחושת כאב

נשימה מבוקרת בקצב איטי עשויה להפחית תחושות של כאב - כך עולה ממחקר שנעשה על ידי חוקרים מאוניברסיטת אריזונה ומהמרכז הרפואי סיינט ג'וזף באריזונה, ופורסם בכתב העת PAIN. המחקר הזה מצטרף למחקרים קודמים שהראו כי מדיטציה עוזרת לטיפול בכאב ובדיכאון.

במחקר השתתפו שתי קבוצות נשים בנות 45-65, קבוצה אחת של חולות פיברומיאלגיה וקבוצה שנייה של נשים בריאות. במהלך הניסוי, שתי הקבוצות קיבלו שוקים חשמליים בדרגת כאב נמוכה, וקצב הנשימה שלהן נמדד. לאחר מכן הן התבקשו לומר מה עוצמת הכאב, עד כמה התחושה הייתה לא נעימה, וכיצד היא השפיעה על מצב הרוח. כל נבדקת עברה את הניסוי בשני מצבים - באחד היא נשמה כרגיל, ובאחר הנחו אותה לנשום עמוק ובקצב קבוע. 

הנשים הבריאות דיווחו על ירידה ברמות הכאב כאשר נשמו עמוק ובקצב קבוע. נציין שהמחקר לא ניטרל את אפקט הפלצבו, וייתכן שהנשים הללו ציפו להרגיש יותר טוב עם הנשימה העמוקה, ולפיכך אכן הרגישו כך.. לגבי חולות הפיברומיאלגיה, חלקן הרגישו יותר טוב עם הנשימה, אבל רק אם מצב רוחן הכולל היה טוב. אם הן דיווחו על דכדוך או אפילו על דיכאון ביום עריכת הניסוי, להתערבות הנשימתית לא הייתה השפעה חיובית.

כאב ודיכאון שניהם מאפיינים של פיברומיאלגיה, והקשר ביניהם בולט במיוחד בקרב הלוקים במחלה הזאת. החוקרים הציעו את ההסבר הבא לממצאים: לחולות הפיברומיאלגיה הנמצאות בדיכאון אין "רזרבות מנטליות" המאפשרות להן לתפעל את בקרת הכאב באמצעות הנשימה, כפי שיש לנשים בריאות או לחולות פיברומיאלגיה שאינן בדיכאון.