Rola postrzegania oddychania w kontroli oddechowej

W niektórych przypadkach zmniejszenie oporów oddechowych podczas wdechu (np. w przypadku systemów OBOGs, SCUBA) dla personelu wojskowego może nie być możliwe, ale zrozumienie, jak opór wpływa na postrzeganie oddychania, jest kluczowe. Słuchowe sprzężenie zwrotne dotyczące wentylacji znacząco wpływa na świadomość oddychania, a wraz ze wzrostem pracy oddechowej (WOB) to postrzeganie nasila się z powodu wzmożonego bodźca słuchowego. Ta zwiększona świadomość może rozpraszać i obciążać procesy poznawcze. Najnowsze badania wskazują, że rozpraszacze słuchowe, takie jak muzyka podczas ćwiczeń, mogą zmniejszać duszność oraz dyskomfort oddechowy i całego ciała u zdrowych osób oraz u osób z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc. Ten efekt może wynikać ze zmniejszonego sprzężenia zwrotnego słuchowego lub poprawy stanu emocjonalnego związanego z muzyką. Istnieje jednak istotna luka w wiedzy: nie jest jasne, czy zmniejszenie słuchowego sprzężenia zwrotnego wentylacji podczas zwiększonego oporu wdechowego wpływa na postrzeganie oddychania i funkcje poznawcze. Badanie oceni wpływ różnych warunków słuchowego sprzężenia zwrotnego wentylacji (normalnego, wyeliminowanego poprzez rozproszenie hałasem oraz wzmocnionego) na funkcje poznawcze przy wysokim oporze wdechowym. Postawiono hipotezę, że zmniejszenie słuchowego sprzężenia zwrotnego wentylacji nie zmieni pracy oddechowej (WOB), ale zmniejszy postrzeganie oddychania i poprawi wydajność poznawczą w porównaniu ze standardowym lub wzmocnionym sprzężeniem zwrotnym.

Uczestnicy odbędą dwie wizyty badawcze: wizytę przesiewową/zapoznawczą (Dzień Badania 0) oraz jedną wizytę eksperymentalną (Dzień Badania 1). Uczestnicy otrzymają instrukcję unikania kofeiny, alkoholu, leków pobudzających, leków przeciwbólowych/przeciwzapalnych, konopi i produktów pokrewnych oraz intensywnego wysiłku fizycznego przez co najmniej 24 godziny przed wizytami eksperymentalnymi. W Dniu Badania 0 uczestnicy wykonają krótkie zadanie oddechowe zapoznawcze, polegające na oddychaniu przez 10 minut przez otwór o średnicy 8-10 mm na końcu specjalnego urządzenia, generując ustalony wcześniej opór wdechowy wynoszący 6-9,5 centymetra słupa wody na litr na sekundę (cmH2O/L/s). Podczas zadania oddechowego będą mierzone odpowiedzi naczyniowe mózgowe, sercowo-naczyniowe i autonomiczne. Co 5 minut podczas testu oddechowego uczestnicy będą proszeni o ocenę intensywności i nieprzyjemności oddychania oraz wykonanie manewru pojemności wdechowej. Oceny poznawcze będą przeprowadzane co 10 minut. Po zadaniu oddechowym uczestnicy przejdą testy funkcji płuc i mięśni oddechowych.

Przed Dniem Badania 1 (wizytą eksperymentalną) uczestnicy zostaną losowo przydzieleni do kolejności, w jakiej będą eksponowani na warunki interwencyjne (ambientalne/normalne sprzężenie zwrotne słuchowe, wzmocnione sprzężenie zwrotne słuchowe lub usunięte sprzężenie zwrotne słuchowe z zastąpieniem własnej listy odtwarzania muzyki). Po przybyciu zostanie umieszczony balon przełykowy w celu pomiaru ciśnienia wokół serca i płuc. Następnie uczestnicy wykonają trzy pełne zadania oddechowe, polegające na wdychaniu powietrza przeciwko ustalonemu oporowi przez 60 minut, z warunkami słuchowymi zgodnie z losową kolejnością. Monitorowanie biometryczne, zadania poznawcze i oceny uczestników podczas zadań oddechowych będą przeprowadzane z tą samą częstotliwością co w Dniu Badania 0. Między zadaniami oddechowymi przewidziano 1-godzinną przerwę.