低酸素呼吸法の効果

呼吸法。 ブレスワークとは、単に意図的に呼吸を操作して、望ましい結果を達成することを意味します。 さまざまな目的に応じて、さまざまな種類の呼吸法があります。 プラナヤマと呼ばれるヨガの部分全体は、さまざまな健康上の利点のために呼吸操作の力を利用しています。 現在の研究では、古代の伝統に基づく特定のテクニックは使用されていませんが、西洋文献に基づいた 2 つの基本的なテクニック、つまりゆっくりとしたペースの呼吸と低酸素息止めトレーニングを組み合わせています。

ブレスワーク：ゆっくりとしたペースの呼吸。 スローペース呼吸 (SPB) の研究は、心拍数が呼吸に追従するという観察から生まれました。つまり、心拍数は吸気中に増加し、吐く間に減少します。 呼吸が約 0.1 Hz (1 分あたり 6 回の呼吸) の一定速度で維持されると、複数の生理学的プロセスが整列します。 呼吸が遅くなると一回換気量を大きくする必要があるため、SPB は血圧にリズミカルな変化を引き起こし、圧反射反応を引き起こします。 圧反射には、求心性迷走神経を介した身体から脳幹および高次脳中枢への伝達が含まれます。 脳は迷走神経を通って心臓に戻り、アセチルコリンを放出し、一時的に心臓の減速を引き起こします。 典型的な呼吸は（いずれにしても私たちの文化において）通常、はるかに速く、規則性が低いため、通常の日常生活ではこの共鳴が達成されず、副交感神経機能の低下につながります。 SPBを実践すると、適切な自律神経バランスが回復し、健康を回復することができます。 たとえば、SPB 中に血圧は急激に低下し、圧反射の感度も増加します。 8週間および12週間のSPB実践後に高血圧患者の収縮期血圧が低下した。 また、高地にさらされる海面地帯に住む人々の血圧を下げ、酸素の吸収を高める効果もあります。

迷走神経求心路の脳幹標的に加えて、背側橋、中水道周囲灰白質、小脳、視床下部、視床、外側および前島皮質も、SPB中の機能的磁気共鳴画像法（fMRI）で活性を示します（Critchley et al.、2015）。 。 8週間のSPBの定期的な実践は、対照と比較して、腹内側前頭前野と島、扁桃体、中帯状回および外側前頭前野との間の機能的接続を増加させることも示されている(Schumann et al., 2021)。

ブレスワーク：息を止めること。 さまざまな研究手法により、断続的な低酸素の驚くべき利点が示されています。 時代を通じて、さまざまな文化において、健康上の理由から呼吸を減らしたり、高地に移動したりすることについて、ある程度の認識がありました。 人間が熱気球や登山などの高地での活動を始めたときに具体的な研究が行われ始め、そこから低酸素の利点について多くの発見がなされました。 たとえば、アスリートにとって高地での生活は、海抜ゼロメートルでのトレーニングや競技に利点をもたらし、ヨギのマスターたちは、ストレスの軽減や心をクリアにするなど、さまざまな利点を得るために酸素への曝露を制限するプラナヤマ（呼吸法）を教えてきました。 しかし、これらは酸素低下による最も明らかな後遺症にすぎません。 さらに驚くべきことは、低酸素プレコンディショニングが、通常は神経細胞死をもたらすその後の虚血攻撃から保護することである。 酸素の減少は、成長因子を促進し、神経新生を増加させ、脳への血流を改善し、抗酸化活性を高めることも示されています。 このような利点のメカニズムには主に低酸素誘導因子 (HIF) が関与していると考えられており、これがヘムオキシゲナーゼ-1、ヒートショックタンパク質、成長因子、エリスロポエチンなどの下流エフェクターにつながります。 したがって、直観に反しているように思えるかもしれませんが、酸素ガス混合物の減少、高度、または息止めのいずれかによって酸素を制限することは、健康増進因子を増加させる身体の自然な能力を刺激する効果的な方法です。

呼吸動作の脳波イメージング。 この研究では、128 チャネル EEG キャップを使用して全頭 EEG を記録し、独立成分分析 (ICA) を使用して皮質ソース活動に分解できるようにします。 この手法には、(頭皮の場所ではなく) 脳のさまざまな領域から発せられる活動を分離し、特定のタスク中にそれらの一時的な相互作用を観察できるという利点があります。 この研究では、誘導されたリズミカルな呼吸と息止めシーケンス中のソース活動を調べて、これらの状態を特徴付ける周波数パワーとコヒーレンスを観察します。 低酸素症が EEG に及ぼす影響は広く研究されておらず、低酸素症を誘発するための技術が多様であることもあり、予備報告はさまざまです。 たとえば、低気圧性低酸素症では、ある研究ではアルファ (約 8 ～ 12 Hz) とシータ (約 4 ～ 7 Hz) 周波数が増加することが示されていますが、他の 2 つの研究ではアルファが減少しています。シータパワー。 正常圧息止めもアルファ活動を減少させることが示されています。 さらに、高炭酸ガス血症、つまり二酸化炭素（CO2）の増加（これは息止め中にも発生します）も、脳磁図を使用すると、アルファ値、ベータ値（～13～30Hz）、低ガンマ値（～30～50Hz）が減少することがわかっています。 。

SPB には、呼吸制御中および制御後のスペクトル変化を示す小さな文献もあります。 特定のプラナヤマテクニックに関するある研究では、SPB中にシータが増加し、その後の瞑想中に低下する一方、アルファパワーはSPB中に減少し、瞑想中にさらに減少することが示されました。 異なる実験デザインを使用した別の研究では、被験者が急速呼吸、通常の呼吸、およびSPBを実行したときに、総パワーとすべてのスペクトルバンド（シータ、アルファ、ベータ）が徐々に増加することが示されました。 しかし、別の研究では、急速呼吸と比較して、SPB中の低ベータパワーが減少することがわかりました。 SPB は、遅い皮質電位と心拍数変動 (HRV) を同期させ、被験者に主観的にリラックスした状態をもたらすことも示されています。

これらの報告は、随意呼吸操作中の脳波変化の明確な証拠を示していますが、その結果は一貫性がなく、最も基本的な分析技術のみを使用しています。 現在の研究では、ICAを使用して高密度EEGデータを独立したコンポーネントに分解することでこれらの発見を拡張し、EEG活動の一貫性と因果関係を調べて、これらの状態での脳の接続レベルと情報の流れの方向を示すつもりです。変性意識。

生理学、生化学、分子生物学。 人間の呼吸法による生理学的、生化学的、分子生物学的反応を統合する研究は行われていません。 研究では、ヨガ中のトランスクリプトームの変化が評価され、免疫調節に対する主な効果が示されていますが、他の操作に加えて呼吸法を含むプロセスによって複雑になります。 私たちの研究は、複数の生理学的および生物学的なマルチオミックエンドポイントを統合して呼吸トレーニングの影響を研究する最初の研究になります。