Central pattern generator and control of breathing

Abstract

Opublikowany 50 lat temu model nerwowej regulacji oddychania Clarka i Eulera był inspiracją dla nowego podejścia do badań ośrodkowego generatora głębokości i rytmu oddychania. Dzięki tym badaniom nasza wiedza dotycząca zarówno anatomicznej lokalizacji, jak i charakterystyki działania generatorów wzorca oddechowego uległa dużej zmianie. W prezentowanym artykule przedstawiono historię badań oddechowego generatora wzorca (CPG), a w szczególności wykazano, jak badania poszczególnych parametrów oddechowych stymulowały rozwój nowych hipotez i teoretycznych modeli ich kontroli ośrodkowej. Dzięki porównaniu badań generatorów ruchów cyklicznych oddychania i lokomocji można zobaczyć ich wzajemny wpływ na rozwój zastosowań klinicznych, szczególnie w przypadkach uszkodzeń rdzenia kręgowego. To właśnie w warunkach całkowitego lub częściowego porażenia wzrasta znaczenie technik wspomagania pracy mięśni. Dlatego też w pracy wymieniono różne techniki wspomagania ruchu i oddychania oraz omówiono ich wzajemne współdziałanie. Przedyskutowano możliwości uaktywnienia rdzeniowej sieci neuronalnej metodami farmakologicznymi lub przy pomocy elektrycznej stymulacji. Badania prowadzone przy zastosowaniu servo-respiratorów sterowanych biologicznie umożliwiły lepsze poznanie CPG oddychania oraz granice użyteczności wentylacji wspomaganej w warunkach klinicznych. W artykule omówiono możliwość zastosowania plastyczności zależnej od aktywności w rehabilitacji pracy mięśni ruchowych i oddechowych po uszkodzeniach rdzenia kręgowego.