• 2026 (Том 40)
  • 1990 (Том 4)
  • 1989 (Том 3)
  • 1988 (Том 2)
  • 1987 (Том 1)

Нейрональная активность височной коры неанестезированной кошки, синхронизированная с дыхательным ритмом

© 2026 г. Н. Г. Бибиков1,2, И. Н. Пигарев2

1Акустический институт им. акад. Н.Н. Андреева, Москва, Российская Федерация
nbibikov1@yandex.ru
2Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН, Москва, Российская Федерация

Поступила в редакцию 02.11.2025 г.

Локальные потенциалы и активность одиночных нейронов височной коры ненаркотизированной кошки синхронно усредняли на протяжении ее дыхательного цикла. Дифференциальная регистрация осуществлялась парой микроэлектродов в первичной слуховой зоне и в двух вторичных зонах, локализованных соответственно антериорно и постериорно по отношению к первичной зоне. Наиболее четко дыхательный ритм воспроизводился в антериорной вторичной слуховой зоне, предположительно расположенной внутри передней эктосильвиевой борозды. В большинстве исследованных точек этой зоны резкие изменения амплитуды локального потенциала происходили около момента максимального смещения диафрагмы при вдохе. Активность некоторых нейронов, реагирующих на звуковые сигналы, также могла быть модулирована дыхательным циклом. В первичной слуховой области и каудальной вторичной зоне синхронизация с дыханием была выражена существенно слабее и чаще всего выражалась в появлении небольшого отклонения локального потенциала от его среднего уровня, возникающего вблизи точки максимального вдоха. Полярность этого отклонения в ряде случаев могла измениться при незначительном смещении точки регистрации. Предполагается роль взаимодействия экстра- и интрарецепции в коре головного мозга в формировании первичного сознания.

Ключевые слова: локальные потенциалы, дыхание, мозг и тело, сознание, слуховая кора, нейроны

DOI: 10.7868/S3034593626010013

Цитирование для раздела "Список литературы": Бибиков Н. Г., Пигарев И. Н. Нейрональная активность височной коры неанестезированной кошки, синхронизированная с дыхательным ритмом. Сенсорные системы. 2026. Т. 40. № 1. С. 5–18. doi: 10.7868/S3034593626010013
Цитирование для раздела "References": Bibikov N. G., Pigarev I. N. Neironalnaya aktivnost visochnoi kory neanestezirovannoi koshki, sinkhronizirovannaya s dykhatelnym ritmom [Neuronal activity in the temporal cortex of the unanesthetized cat synchronized with respiration]. Sensornye sistemy [Sensory systems]. 2026. V. 40(1). P. 5–18 (in Russian). doi: 10.7868/S3034593626010013

Список литературы:

  • Aghajani M., Efthemiou A., Manasian E. Respiratory sinus arrhythmia reactivity in children: implications for emotion regulation and dyadic approaches. Journal of Neurophysiology. 2025. V. 134. P. 46–49. https://doi.org/10.1152/jn.00193.2025
  • Ashhad S., Kam K., Del Negro C.A., Feldman J.L. Breathing rhythm and pattern and their influence on emotion. Annual Review Neuroscience. 2022. V. 45. P. 223-247. https://doi.org/10.1146/annurev-neuro-090121-014424.
  • Babo-Rebelo M., Buot A., Tallon-Baudry C. Neural responses to heartbeats distinguish self from other during imagination. NeuroImage. 2019. V. 191. P. 10–20. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2019.02.012
  • Bagur S., Benchenane K. Taming the oscillatory zoo in the hippocampus and neocortex: a review of the commentary of Lockmann and Tort on Roy et al. Brain Structure and Function. 2018. V. 223. P. 5–9. https://doi.org/10.1007/s00429-017-1569-x
  • Bibikov N.G., Pigarev I.M. Intercorrelation of the activity of close-lying neurons in the cat cerebral cortex during slow-wave sleep. Neuroscience and Behavioral Physiology, 2019. V. 49(7). https://doi.org/10.1007/s11055-019-00808-x
  • Bibikov N., Pigarev I. Representations of heart contractions in some auditory parts of the temporal cortex in a nonanesthetized cat. Neuroscience and Behavioral Physiology. 2025. V. 55(2). https://doi.org/10.1007/s11055-025-01793-0
  • Carvalho E., Champion T., Vilani R., Freitas G., Ambrosini F., Silva G., Gonçalves K., Fischborn J. Sedative and electrocardiographic effects of low dose dexmedetomidine in healthy cats. Pesquisa Veterinária Brasileira. 2019. V. 39. P. 142–147. https://doi.org/10.1590/1678-5150-pvb-5823
  • Cavelli M., Castro-Zaballa S., Gonzalez J., Rojas-Líbano D., Rubido N., Velásquez N., Torterolo P. Nasal respiration entrains neocortical long-range gamma coherence during wakefulness. European Journal of Neuroscience. 2020. V. 51(6). P. 1463–1477. https://doi.org/10.1111/ejn.14560
  • Dijkstra E., Teske E., Szatmári V. Respiratory rate of clinically healthy cats measured in veterinary consultation rooms. Veterinary Journal. 2018. V. 234. P. 96–101.
  • Farmer D.G., Dutschmann M., Paton J.F., Pickering A.E., McAllen R.M. Brainstem sources of cardiac vagal tone and respiratory sinus arrhythmia. Journal of Physiology. 2016. V. 594(24). P. 7249–7265. https://doi.org/10.1113/JP273164
  • Folschweiller S., Sauer J.-F. Respiration-driven brain oscillations in emotional cognition. Frontiers in Neural Circuits. 2021. V. 15. Article 761812. https://doi.org/10.3389/fncir.2021.761812
  • Goheen J., Wolman A., Angeletti L.L., Wolff A., Anderson J.A.E., Northoff G. Dynamic mechanisms that couple the brain and breathing to the external environment. Communications Biology. 2024. V. 7(1). Article 938. https://doi.org/10.1038/s42003-024-06642-3
  • Grossman P. Respiratory sinus arrhythmia (RSA), vagal tone and biobehavioral integration: beyond parasympathetic function. Biological Psychology. 2024. V. 186. Article 108739. https://doi.org/10.1016/j.biopsycho.2023.108739
  • Hamlin R.L., Smith C.R., Smetzer D.L. Sinus arrhythmia in the dog. American Journal of Physiology. 1966. V. 210. P. 321–328. https://doi.org/10.1152/ajplegacy.1966.210.2.321
  • Harper R.M., Walter D.O., Leake B., Hoffman H.J., Sieck G.C., Sterman M.B., Hoppenbrouwers T., Hodgman J. Development of sinus arrhythmia during sleeping and waking states in normal infants. Sleep. 1978. V. 1. P. 33–48.
  • Heck D.H., McAfee S.S., Liu Y., Babajani-Feremi A., Rezaie R., Freeman W.J., Wheless J.W., Papanicolaou A.C., Ruszinkó M., Sokolov Y., Kozma R. Breathing as a fundamental rhythm of brain function. Frontiers in Neural Circuits. 2017. V. 10. Article 115. https://doi.org/10.3389/fncir.2016.00115
  • Jennett S., McKillop J.H. Observations on the incidence and mechanism of sinus arrhythmia in man at rest. Journal of Physiology (London). 1971. V. 213. P. 58–59.
  • Jung F., Yanovsky Y., Brankačk J., Draguhn A. Respiratory entrainment of units in the mouse parietal cortex depends on vigilance state. Pflügers Archiv – European Journal of Physiology. 2023. V. 475. P. 65–76. https://doi.org/10.1007/s00424-022-02727-2
  • Juventin M., Zbili M., Fourcaud-Trocmé N., Garcia S., Buonviso N., Amat C. Respiratory rhythm modulates membrane potential and spiking of nonolfactory neurons. Journal of Neurophysiology. 2023. V. 130(6). P. 1552–1566. https://doi.org/10.1152/jn.00487.2022
  • Karalis N., Sirota A. Breathing coordinates cortico-hippocampal dynamics in mice during offline states. Nature Communications. 2022. V. 13(1). Article 467. https://doi.org/10.1038/s41467-022-28090-5
  • Katona P.G., Jih F. Respiratory sinus arrhythmia: noninvasive measure of parasympathetic cardiac control. Journal of Applied Physiology. 1975. V. 39(5). P. 801–805. https://doi.org/10.1152/jappl.1975.39.5.801. PMID: 1184518.
  • Kay L.M., Beshel J., Brea J., Martin C., Rojas-Líbano D., Kopell N. Olfactory oscillations: the what, how and what for. Trends in Neurosciences. 2009. V. 32(4). P. 207–214. https://doi.org/10.1016/j.tins.2008.11.008
  • Lockmann A.L.V., Laplagne D.A., Lero R.N., Tort A.B.L. A respiration-coupled rhythm in the rat hippocampus independent of theta and slow oscillations. Journal of Neuroscience. 2016. V. 36. P. 5338–5352. https://doi.org/10.1523/JNEuROSCI.3452-15.2016
  • Meyer G., Carponcy J., Salin P.A., Comte J.-C. Differential recordings of local field potential: a genuine tool to quantify functional connectivity. PLoS ONE. 2018. V. 13(12). e0209001. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0209001
  • Poe G.R., Kristensen M.P., Rector D.M., Harper R.M. Hippocampal activity during transient respiratory events in the freely behaving cat. Neuroscience. 1996. V. 72. P. 39–48. https://doi.org/10.1016/0306-4522(95)00525-0
  • Rentero N., Cividjian A., Trevaks D., Pequignot J.M., Quintin L., McAllen R.M. Activity patterns of cardiac vagal motoneurons in rat nucleus ambiguus. American Journal of Physiology – Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 2002. V. 283(6). P. R1327–R1334. https://doi.org/10.1152/ajpregu.00271.2002
  • Schechtman V.L., Harper R.M., Lucas E., Taube D.M., Chase M.H. Sleep-waking modulation of respiratory sinus arrhythmia in aged and young adult cats. Experimental Neurology. 1985. V. 88(1). P. 234–239. https://doi.org/10.1016/0014-4886(85)90127-x
  • Shumkova V.V., Sitdikova V.R., Silaeva V.M., Minlebaev M.G. Cortical network activity modulation by breath in the anesthetized juvenile rat. Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 2022. V. 58. P. 2089–2100. https://doi.org/10.1134/S0022093022060357
  • Tort A.B.L., Ponsel S., Jessberger J., Yanovsky Y., Brankačk J., Draguhn A. Parallel detection of theta and respiration-coupled oscillations throughout the mouse brain. Scientific Reports. 2018. V. 8(1). Article 6432. https://doi.org/10.1038/s41598-018-24629-z
  • Trelease R.B., Harper R.M., Sieck G.C. Respiratory-related heart rate variation during sleep and waking states in cats. Experimental Neurology. 1981. V. 72(1). P. 195–203. https://doi.org/10.1016/0014-4886(81)90137-0