שאיפת אוויר משפרת את ביצועי המוח

"והיה בעמדך רגע ליישר את קומתך ולשאוף רוח, ושאפת לא רק אוויר לנשימה, והרגשת, כי שואף אתה אל קרבך עוד דבר-מה, דבר-מה כמוס, אשר לא תדע מה הוא, אבל אשר יפרה את הרגשתך ואת מחשבתך, אשר יוסיף חיים ואור לרוחך" (א"ד גורדון, האדם והטבע, עמוד 58)

שוט אספרסו, קוביית שוקולד מריר או עמידת ראש – רבות העצות הניתנות לאנשים המעוניינים לחדד את מחשבתם לפני מבחן גורלי. ממחקר חדש של מדעני מכון ויצמן למדע שהתפרסם באחרונה בכתב-העת המדעי Nature Human Behavior עולה כי ייתכן שעצה טובה במיוחד היא פשוט לשאוף אוויר. החוקרים ממעבדתו של פרופ' נעם סובל מהמחלקה לנוירוביולוגיה, גילו כי שיעור ההצלחה של נבחנים שפתרו שאלות בזמן שאיפה היה גבוה יותר מאשר שיעורי ההצלחה של אותם הנבחנים בזמן נשיפה. ממצאים אלה שופכים אור חדש על התפקיד האבולוציוני של חוש הריח והנשימה האפית בהתפתחות המוח ביונקים.      

"היכולת של יצור חי להרגיש מה קורה סביבו ולהגיב לכך היא קדומה ביותר. גם צורות חיים חסרות מוח ומערכת עצבים מרכזית, כמו צמחים, חיידקים או מדוזות, 'מריחות', במובן זה שהן יכולות להגיב למולקולות בסביבתן במה שנהוג לכנות 'תפיסה כימית'", אומר ד"ר עופר פרל, שהיה בשעתו תלמיד מחקר במעבדתו של פרופ' סובל. "עם זאת, חוש הריח כפי שאנחנו מכירים אותו, הכרוך בהכנסת אוויר קצבית דרך האף, מתחיל ביונקים. כל היונקים היבשתיים מרחרחים את סביבתם באמצעות שאיפת אוויר דרך האף". מכיוון שחוש הריח ידוע כחוש הקדום ביותר ביונקים נהוג לחשוב כי הוא מהווה תבנית לכל ההתפתחות המוחית. במלים אחרות, כל חוש ש"הצטרף" אליו במהלך האבולוציה נשען במידה רבה על אותה תבנית ראשונית, שלפיה המוח מכין עצמו לקלט מידע ועיבודו בסנכרון עם שאיפות האוויר.

בחוש הריח של יונקים שאיפה ועיבוד מידע אחוזים זה בזה בכבל שלא ניתן להתיר. ההשערה שלנו הייתה שאולי לא רק מערכת הריח, אולי המוח כולו נכנס לכוננות של עיבוד מידע בשאיפה – גם כשמדובר בתפקודים שכלל אינם קשורים לריח. מעין sniffing brain"

מחקרים קודמים, משנות ה-40 של המאה הקודמת ואילך, אכן הראו כי אזורי המוח הקשורים למערכת הריח, ובכלל זה אזורים הקשורים ליצירת זיכרונות ושליפתם (אפקט "עוגיית המדלן") מושפעים ממחזור הנשימה שלנו. נקודת המוצא למחקר הנוכחי היא השערה של החוקרים כי גם תפקודים קוגניטיביים גבוהים שכלל אינם קשורים למערכת הריח התפתחו על בסיס אותה תבנית ראשונית של החוש הקדום. "בחוש הריח של יונקים שאיפה ועיבוד מידע אחוזים זה בזה בכבל שלא ניתן להתיר", מסביר פרופ' סובל. "ההשערה שלנו הייתה שאולי לא רק מערכת הריח, אולי המוח כולו נכנס לכוננות של עיבוד מידע בשאיפה – גם כשמדובר בתפקודים שכלל אינם קשורים לריח. מעין sniffing brain".

כדי להעמיד את השערתם למבחן, ערכו החוקרים תחילה ניסוי שבו נמדדה זרימת האוויר באפיהם של נבדקים בזמן שהם פותרים תרגילים מסוגים שונים: פתרון תרגילי חשבון, משימה חזותית-מרחבית שבה התבקשו לקבוע אם צורה מסוימת יכולה להתקיים במציאות, ומשימת שפה שבה נדרשו לקבוע אם המלה שהוצגה להם בעלת משמעות. הנבדקים התבקשו להקיש על כפתור ברגע שהם מוכנים לתרגיל הבא – ולהקיש פעם נוספת כדי להשיב. החוקרים גילו כי הנבדקים נטו להכניס אוויר לגופם בתזמון עם מוכנותם להתמודד עם המטלה הבאה. חשוב לציין כי החוקרים וידאו כי הנבדקים אינם מודעים לכך שמנטרים את נשימתם וכי נטייתם לשאוף אוויר לא הייתה מושפעת מעצם הלחיצה על הכפתור – אלא העידה על מוכנותם המנטלית להתמודד עם האתגר הבא.

בניסוי המשך הציגו החוקרים לנבדקים את המשימות החזותיות-מרחביות בלבד ותזמנו את השאלות כך שמחציתן יופיעו בזמן שאיפה ומחציתן – בנשיפה. שיעורי ההצלחה של הנבדקים היו משופרים באופן מובהק ומשמעותי כאשר פתרו את השאלה בזמן שאיפה. יותר מכך, החוקרים מדדו גם באמצעות מכשיר EEG את הפעילות החשמלית במוחם של הנבדקים בזמן מנוחה ותוך כדי פתרון המטלות. החוקרים גילו כי ה"חיבוריות" (connectivity) בין אזורי המוח השונים הייתה שונה באופן מובהק בין שאיפה לנשיפה – הן במנוחה והן בעת פתרון המטלה. יותר מכך, ככל שהפער בחיבוריות בין שאיפה לנשיפה היה גדול יותר – כך ההצלחה בפתרון המטלות בשאיפה הייתה רבה יותר. "חשוב להבהיר שאין לכך קשר לכניסת חמצן לגוף בשאיפה. ההשפעה שאנחנו רואים על המוח היא מיידית – עניין של כ-200 מילישניות. זו לא מסגרת זמן שמשפיעה על רמות החמצן במוח", אומר פרופ' סובל. "הראינו שלא רק מערכת הריח אלא המוח כולו עובד אחרת בשאיפה מול נשיפה. כמעט אפשר להגיד שהמוח עובד טוב יותר בשאיפה".

לחשוב מהאף

כשאנחנו מצוננים והאף סתום, נדמה כי גם המחשבה שלנו אינה מחודדת דיה. לעיתים אף מכנים "סתום" אדם כעדות לבינתו המועטה. אמנם הקשר בין נשימה למצבי תודעה שונים מוכר כבר מאות שנים בבודהיזם וביוגה ואף מגולם בשפות שונות (מ"שאיפות" מרחיקות לכת בעברית ועד "אינספירציות" מעוררות השראה באנגלית), אך ממצאי המחקר מספקים תמיכה אמפירית לזיהוי התרבותי של הכנסת האוויר לגוף עם מחשבה מחודדת ושאפתנית. לאורך השנים התמחתה מעבדתו של פרופ' סובל בחקר חוש הריח. המחקר הנוכחי מסיט במידה רבה את כיוון המחקר של המעבדה לעבר חקר הנשימה האפית. המדענים מאמינים כי המחקר בתחום עשוי לאפשר לפתח אסטרטגיות למידה טובות יותר, ואף לעזור לילדים ולמבוגרים הסובלים מהפרעות קשב וריכוז באמצעות השפעה על אופי וקצב נשימתם.

לקבלת מידע נוסף, תמונות ולתיאום ראיונות:
משרד הדובר - מכון ויצמן למדע
08-9343856 news@weizmann.ac.il