一種自動的節律
你可以有意識地憋氣、說話或嘆氣——但你不需要去決定何時吸下一口氣。這是因為呼吸由內置於腦幹的一個自動起搏器所驅動,即呼吸中樞。它以穩定的模式發放衝動,沿脊髓將信號傳到呼吸肌,然後暫停,再次發放。其結果就是我們稱為平靜呼吸的安靜、規律的呼吸。
這種自動化是優點而非缺陷。如果呼吸需要有意識的努力,睡眠將無法實現,片刻的分心都可能致命。代價是這套系統在我們可能希望它停下來的情況下仍會運轉——這正是溺水和窒息如此危險的原因。
節律產生的部位
呼吸中樞的核心位於延髓,即腦幹最下方的部分。在延髓內,神經元網絡產生基本的吸氣—呼氣循環:一組驅動吸氣,另一組主要在用力呼氣時活躍。在延髓之上,腦橋幫助平滑並微調節律,塑造每次呼吸的時長以及呼吸在各階段之間的過渡。
兩套控制,一組肌肉
同一塊膈肌服從兩個主人。自動的腦幹控制器維持著背景節律,但大腦皮層可以暫時凌駕其上——用於說話、唱歌、潛水或吹奏管樂器。然而這種凌駕是暫時的。如果你試圖憋氣,升高的二氧化碳最終會迫使自動系統重新接管,無論你的意志多麼堅強。