В настоящее время установлено, что дыхательный центр расположен в ретикулярной формации продолговатого мозга, в области дна IV желудочка, и является парным. Причем каждая его половина иннервирует дыхательные мышцы той же половины тела Дыхательный центр представляет собой сложное образование, состоящее из центра вдоха и центра выдоха. Точной границы между этими зонами нет, и имеются участки, где преобладают те или иные нейроны: вдоха — в каудальном отделе одиночного пучка, и выдоха — в вентральном ядре. В верхней части варолиева моста находится так называемый пневмо- таксичесгсий центр, который контролирует деятельность располо женных ниже дыхательных центров вдоха и выдоха и обеспечивает нормальные дыхательные движения. Полагают, что значение пнев- мотаксического центра состоит в том, что во время вдоха он вызывает возбуждение центра выдоха и, таким образом, обеспечивает ритмическое чередование вдоха и выдоха. Так как дыхательный центр расположен в продолговатом мозге, а мотонейроны, управляюшие дыхательными мышцами — в спинном, то разрыв спинного мозга между этими участками может привести к остановке дыхания и смерти. В этом случае человека может спасти только искусственное дыхание — принудительное периодическое нагнетание воздуха в легкие. **
В норме нейронам дыхательного центра свойственна ритмическая автоматия — даже после полного выключения приходящих к дыхательному центру афферентных импульсов в его нейронах возникают ритмические колебания биопотенциалов, которые можно зарегистрировать электроизмерительным прибором. Впервые это явление обнаружил еще в 1882 г. И. М. Сеченов. Автоматическое возбуждение дыхательного центра обусловлено его высокой чувствительностью к углекислоте и водородным ионам. Деятельность дыхательного центра регулируется в зависимости от условий жизнедеятельности организма. На цикл вдоха—выдоха влияют нервные импульсы, приходящие от рецепторов легких, сосудистых рефлексогенных зон, дыхательных и скелетных мышц, импульсы из вышележащих отделов центральной нервной системы, а также гуморальные влияния биологически активных веществ.
При повышении концентрации углекислого газа в крови активируются хеморецепторы дыхательного центра, которые возбуждают специальные нейроны, посылающие импульсы к дыхательным мышцам (через спинной мозг). При этом происходит расширение грудной клетки и насыщенный кислородом воздух заходит в легкие. После этого автоматически происходит выдох. Это происходит потому, что растяжение легочных альвеол во время вдоха вызывает раздражение рецепторов легких. Импульсы от этих рецепторов направляются к дыхательному центру по легочным ветвям блуждающих нервов и рефлекторно возбуждают нейроны центра выдоха (рис. 10.2).

Рис. 10.2. Схема управления процессом дыхания со стороны дыхательного центра
Наряду с хеморецепторами продолговатого мозга в регуляции дыхания важная роль принадлежит хеморецепторам, находящимся в каротидном и аортальном тельцах. Следует отметить, что возбуждение инс- пираторных нейронов дыхательного центра возникает не только при повышении напряжения углекислого газа в крови, но и при понижении напряжения кислорода. Характер изменения дыхания при избытке углекислоты и понижении напряжения кислорода в крови различен. При небольшом понижении напряжения кислорода в крови наблюдается рефлекторное учащение ритма дыхания, а при незначительном повышении напряжения углекислоты в крови происходит рефлекторное углубление дыхательных движений. Стимулирующее влияние углекислого газа на дыхательный центр является основанием одного мероприятия, нашедшего применение в клинической практике. При ослаблении функции дыхательного центра и возникающем при этом недостаточном снабжении организма кислородом больного заставляют дышать через маску смесью кислорода с 6% углекислого газа. Такая газовая смесь носит название карбогена [30].
Дыхательный центр не только обеспечивает ритмическое чередование вдоха и выдоха, но и способен адекватно изменять глубину и частоту дыхательных движений, приспосабливая тем самым легочную вентиляцию к текущим потребностям организма. Факторы внешней среды, например состав и давление атмосферного воздуха, окружающая температура, и изменения состояния организма (при мышечной работе или эмоциональном возбуждении), влияя на потребление кислорода и выделение углекислого газа, действуют на функциональное состояние дыхательного центра, который соответственно изменяет объем легочной вентиляции.
Активность дыхательного центра зависит от потребности организма в кислороде. В покое она невелика и увеличивается при физической работе или эмоциональном возбуждении. Как и многие другие пропессы автоматической регуляции физиологических функций, регуляция дыхания осуществляется в организме на основе принципа обратной связи. Это значит, что деятельность дыхательного центра, регулирующего снабжение организма кислородом и удаление образующегося в нем углекислого газа, определяется состоянием регулируемого им процесса. Чем больше в организме накапливается углекислого газа, тем активней он выводится из организма              *»
Существует три типа регуляции процесса дыхания:

1. регуляция по отклонению (чем больше отклоняется содержание С02от нормы, тем интенсивней дыхание),
2. регуляция по возмущению (активность мотонейронов двигательной коры и импульсы от проприорецепторов мышц повышают активность дыхательного центра);
3. регуляция по прогнозированию (у спортсменов активность дыхания повышается еще до соревнований благодаря соответствующим условным рефлексам).

В результате частота и глубина дыхания человека подвержены непрерывным изменениям.
Например, установлено, что увеличение содержания С02 в альвеолах на

0. 2% вызывает увеличение вентиляции легких в два раза. В противоположность этому уменьшение содержания углекислого газа в легких понижает деятельность дыхательного центра. Это происходит, например, в результате искусственной гипервентиляции (усиленного глубокого и частого дыхания), которое приводит к снижению парциального давления С02 в альвеолярном воздухе и напряжения СОа в крови. В результате наступает остановка дыхания. Пользуясь таким способом, т. е. производя предварительную гипервентиляиию, можно значительно увеличить время произвольной задержки дыхания. Так поступают ныряльщики, когда им нужно провести под водой несколько минут, в то время как обычная длительность произвольной задержки дыхания составляет 40-60 с 130].

Деятельность всей совокупности нейронов, образующих дыхательный центр, необходима для сохранения нормального дыхания. Однако в процессах регуляции дыхания принимают участие также вышележащие отделы центральной нервной системы, которые обеспечивают тонкие приспособительные изменения дыхания при различных видах деятельности организма. Важная роль в регуляции дыхания принадлежит большим полушариям головного мозга и их коре, благодаря которой осуществляется приспособление дыхательных движений при разговоре, пении, спорте и трудовой деятельности человека.
Исследованием связи дыхания и особенностей психического состояния человека занимается такая отрасль науки, как психофизиология. Первые систематические исследования в этой области относятся к началу XX в.
Так, немецкий физиолог Ф. Револьдт в 1911 г. установил, что при вспоминании или представлении какого-либо эмоционально окрашенного события дыхание у испытуемых становится частым и глубоким. Другой исследователь, У. Блатц, в 1925 г. вызывал у испытуемых испуге помощью специального стула, который опрокидывался назад в момент, когда человек на него садился [29]. В результате было установлено, что при внезапном страхе отмечалось замедление дыхания и учащение сердечного ритма.
При внушении человеку, находящемуся в состоянии гипнотического сна, будто он выполняет тяжелую физическую работу, дыхание усиливается и газообмен увеличивается, несмотря на то, что испытуемый находится в состоянии полного физического покоя [30]. Возможность условно- рефлекторных изменений дыхания объясняет факты предстартовых изменений дыхания у спортсменов — значительное углубление и учашение дыхания перед началом соревнования. Эти предстартовые изменения дыхания имеют приспособительное значение, способствуя подготовке организма спортсмена к выполнению упражнений, требующих большой затраты энергии и усиления окислительных процессов. Выработка подобных условных рефлексов, регулирующих дыхание, происходит в про-
цессе тренировки к любой мышечной работе. У тренированных людей условно-рефлекторный механизм регуляции дыхания является весьма совершенным.
Для психологов большое значение имеет тот факт, что дыхание — это, пожалуй, единственная вегетативная функция, которая подчиняется контролю сознания, а ритм дыхания тесно связан с состоянием скелетной мускулатуры и психическим состоянием. Например, соотношение вдоха и выдоха влияет на настроение человека. Таким образом, с одной стороны, психологическое состояние отражается на характере дыхания, а с другой — изменяя характер дыхания, можно изменять в нужную сторону эмоциональное настроение. Этим объясняется, почему во всех восточных духовных и телесных практиках (от йоги до карате) дыхательные упражнения обязательно входят в базовые навыки освоения мастерства [39].