AI transcript
0:00:09 Welcome to Huberman Lab Essentials, where we revisit past episodes for the most potent and actionable science-based tools for mental health, physical health, and performance.
0:00:16 I’m Andrew Huberman, and I’m a professor of neurobiology and ophthalmology at Stanford School of Medicine.
0:00:20 And now for my conversation with Dr. Jack Feldman.
0:00:21 Thanks for joining me today.
0:00:22 Pleasure to be here, Andrew.
0:00:29 You’re my go-to source for all things respiration and how the brain and breathing interact.
0:00:31 You’re the person I call.
0:00:36 Why don’t we start off by just talking about what’s involved in generating breath?
0:00:46 So on the mechanical side, which is obvious to everyone, we want to have air flow in, inhale, and we need to have air flow out.
0:00:52 And the reason we need to do this is because for body metabolism, we need oxygen.
0:01:00 And when oxygen is utilized through the aerobic metabolic process, we produce carbon dioxide.
0:01:09 And so we have to get rid of the carbon dioxide that we produce, in particular because the carbon dioxide affects the acid-base balance of the blood, the pH.
0:01:15 And all living cells are very sensitive to what the pH value is.
0:01:18 So your body is very interested in regulating that pH.
0:01:20 So how do we generate this air flow?
0:01:22 We have to expand the lungs.
0:01:27 And as the lungs expand, basically it’s like a balloon that you would pull apart.
0:01:32 The pressure inside that balloon drops, and air will flow into the balloon.
0:01:44 That lowers the pressure in the air sacs called alveoli, and air will flow in because pressure outside the body is higher than pressure inside the body when you’re doing this expansion, when you’re inhaling.
0:01:46 What produces that?
0:01:52 Well, the principal muscle is the diaphragm, which is sitting inside the body just below the lung.
0:01:58 And when you want to inhale, you basically contract the diaphragm, and it pulls it down.
0:02:04 And as it pulls it down, it’s inserting pressure forces on the lung, and the lung wants to expand.
0:02:13 At the same time, the ribcage is going to rotate up and out, and therefore expanding the cavity, the thoracic cavity.
0:02:21 At the end of inspiration, under normal conditions when you’re at rest, you just relax, and it’s like pulling on a spring.
0:02:24 You pull down a spring, and you let go, and it relaxes.
0:02:26 Where does that activity originate?
0:02:36 The region in the brainstem, that’s once again this region sort of above the spinal cord, which was critical for generating this rhythm.
0:02:38 It’s called the pre-Butzinger complex.
0:02:47 This small site, which contains in humans a few thousand neurons, it’s located on either side, and works in tandem.
0:02:56 And every breath begins with neurons in this region beginning to be active.
0:03:08 And those neurons then connect ultimately to these motor neurons going to the diaphragm and to the external intercostals, causing them to be active and causing this inspiratory effort.
0:03:24 When the neurons in the pre-Butzinger complex finish their burst of activity, then inspiration stops, and then you begin to exhale because of this passive recall of the lung and ribcage.
0:03:36 Is there anything known about the activation of the diaphragm and the intercostal muscles between the ribs as it relates to nose versus mouth breathing?
0:03:39 I don’t think we fully have the answer to that.
0:03:43 Clearly, there are differences between nasal and mouth breathing.
0:03:57 At rest, the tendency is to do nasal breathing because the air flows that are necessary for normal breathing is easily managed by passing through the nasal cavities.
0:04:10 However, when your ventilation needs to increase, like during exercise, you need to move more air, you do that through your mouth because the airways are much larger then, and therefore you can move much more air.
0:04:22 But at the level of the intercostals and the diaphragm, their contraction is almost agnostic to whether or not the nose and mouth are open.
0:04:29 I’m excited to share that Matina, the yerba mate drink I helped create, is now available at Whole Foods stores nationwide.
0:04:34 Long-time listeners of this podcast know that yerba mate is my preferred caffeine source.
0:04:45 It provides smooth energy without giving you the jitters, and it has a lot of other potential benefits, including helping to regulate your blood sugar, improving digestion, mild appetite suppression, and much more.
0:04:49 Matina is my absolute favorite of all the yerba mate brands out there, and I’ve tried them all.
0:04:57 Given my love for Matina, I decided to become a part owner in the business, and I helped them create their new line of products, which are all entirely zero sugar.
0:05:00 These zero sugar cold brew Matina flavors are fantastic.
0:05:03 I drink at least three cans of them every single day.
0:05:06 You’ll often see them on the table during my podcast recordings.
0:05:10 I absolutely love the product, and I’m proud to now have it sold at Whole Foods.
0:05:13 So check out Matina at Whole Foods stores nationwide.
0:05:18 It’s cold brewed with the absolute best ingredients, it has zero sugar, and it tastes amazing.
0:05:23 And if you don’t have a Whole Foods near you, you can also buy it online at drinkmatina.com.
0:05:36 Maybe you could march us through the brain centers that you’ve discovered and others have worked on as well that control breathing, pre-butzinger as well as related structures.
0:05:47 So when we discovered the pre-butzinger, we thought that it was the primary source of all rhythmic respiratory movements, both inspiration and expiration.
0:06:00 And then in a series of experiments, we discovered that there was a second oscillator, and that oscillator is involved in generating what we call active expiration.
0:06:02 That is this active—
0:06:03 Like if I go, shh.
0:06:04 Yeah.
0:06:10 Or when you begin to exercise, you have to go, ha, ha, ha, ha, and actually move that air out.
0:06:18 This group of cells, which is silent address, suddenly becomes active to drive those muscles.
0:06:24 And it appears that it’s an independent oscillator in a region around the facial nucleus.
0:06:32 When this region was initially identified, we thought it was involved in sensing carbon dioxide.
0:06:34 It was what we call a central chemoreceptor.
0:06:44 That is, we want to keep carbon dioxide levels, particularly in the brain, at a relatively stable level because the brain is extraordinarily sensitive to changes in pH.
0:06:54 If there’s a big shift in carbon dioxide, there’ll be a big shift in brain pH, and that’ll throw your brain, if I can use the technical term, out of whack.
0:06:57 And so you want to regulate that.
0:07:02 And the way to regulate something in the brain is you have a sensor in the brain.
0:07:12 And others basically identified that the ventral surface of the brainstem, that is the part of the brainstem that’s on this side, was critical for that.
0:07:16 And then we identified a structure near the trapezoid nucleus.
0:07:20 It was not named in any of these neuroanatomical atlases.
0:07:25 So we just picked the name out of the hat, and we called it the retrotrapezoid nucleus.
0:07:36 If you go back in an evolutionary sense, and a lot of things that are hard to figure out begin to make sense when you look at the evolution of the nervous system,
0:07:46 when control of facial muscles, going back to more primitive creatures because they had to take things in their mouth for eating,
0:07:50 so we call that the face sort of developed.
0:07:50 The eyes were there.
0:07:51 The mouth is there.
0:08:01 The nuclei that contained the motor neurons, a lot of the control systems for them developed in the immediate vicinity.
0:08:10 So if you think about the face, there’s a lot of sub-nuclei around there that had various roles at various different times in evolution.
0:08:22 And at one point in evolution, the facial muscles were probably very important in moving fluid in and out of the mouth and moving air in and out of the mouth.
0:08:32 And so part of these many different sub-nuclei now seems to be in mammals to be involved in the control of expiratory muscles.
0:08:43 But we have to remember that mammals are very special when it comes to breathing because we’re the only class of vertebrates that have a diaphragm.
0:08:48 If you look at amphibians and reptiles, they don’t have a diaphragm.
0:08:54 And the way they breathe is not by actively inspiring and passively expiring.
0:09:03 They breathe by actively expiring and passively inspiring because they don’t have a powerful inspiratory muscle.
0:09:07 And somewhere along the line, the diaphragm developed.
0:09:14 The amazing thing about the diaphragm is that it’s mechanically extremely efficient.
0:09:25 If you look at how oxygen gets from outside the body into the bloodstream, the critical passage is across the membrane in the lung.
0:09:37 It’s called the alveolus is part of the lung, and the blood runs through capillaries, which are the smallest tubes in the circulatory system.
0:09:45 And at that point, oxygen can go from the air-filled alveolus into the blood.
0:09:48 The key element is the surface area.
0:09:52 The bigger the surface area, the more oxygen that can pass through.
0:09:54 It’s entirely a passive process.
0:09:57 There’s no magic about making oxygen go in.
0:10:03 Now, how do you get a pack, a large surface area in a small chest?
0:10:06 Well, you start out with one tube, which is the trachea.
0:10:08 The trachea expands.
0:10:10 Now you have two tubes.
0:10:13 Then you have four tubes, and it keeps branching.
0:10:20 At some point, at the end of those branches, you put a little sphere, which is an alveolus.
0:10:24 And that determines what the surface area is going to be.
0:10:28 Now, you then have a mechanical problem.
0:10:30 You have this surface area.
0:10:32 You have to be able to pull it apart.
0:10:36 So imagine you have a little square of elastic membrane.
0:10:39 It doesn’t take a lot of force to pull it apart.
0:10:45 But now, if you increase it by 50 times, you need a lot more force to pull it apart.
0:10:52 So amphibians who were breathing, not by compressing the lungs and then just passively expanding
0:10:56 it, weren’t able to generate a lot of force.
0:10:58 So they have relatively few branches.
0:11:04 So if you look at the surface area that they pack in their lungs, relative to their body
0:11:07 size, it’s not very impressive.
0:11:14 Whereas when you get to mammals, the amount of branching that you have is you have four
0:11:17 to five hundred million alveoli.
0:11:22 So you have a membrane inside of you, a third the size of a tennis court, that you actually
0:11:24 have to expand every breath.
0:11:28 And you do that without exerting much of a, you don’t feel it.
0:11:34 And that’s because you have this amazing muscle, the diaphragm, which because of its positioning,
0:11:41 just by moving two thirds of an inch down, is able to expand that membrane enough to move
0:11:43 air into the lungs.
0:11:47 At rest, the volume of air in your lungs is about two and a half liters.
0:11:53 When you take a breath, you’re taking another five hundred milliliters or half a liter.
0:11:56 That’s the size maybe a little of my fist.
0:12:00 So you’re increasing the volume by 20 percent.
0:12:05 But you’re doing that by pulling on this 70 square meter membrane.
0:12:12 But that’s enough to bring enough fresh air into the lung to mix in with the air that’s already
0:12:21 there, that the oxygen levels in your bloodstream goes from a partial pressure of oxygen, which
0:12:25 is 40 millimeters of mercury, to 100 millimeters of mercury.
0:12:32 So we have this amazing mechanical advantage by having a diaphragm.
0:12:38 Do you think that our brains are larger than that of other mammals in part because of the
0:12:42 the amount of oxygen that we have been able to bring into our system?
0:12:50 I would say a key step in the ability to develop a large brain that has a continuous demand for
0:12:52 oxygen is the diaphragm.
0:12:55 Without a diaphragm, you’re an amphibian.
0:13:03 You know, over the years, whether it be for yoga class or a breathwork thing or you hear online
0:13:09 that we should be breathing with our diaphragm, that rather than lifting our rib cage when we breathe and our
0:13:16 chest, that it is healthier in air quotes or better somehow to have the belly expand when we inhale.
0:13:22 I’m not aware of any particular studies that have really examined the direct health benefits of diaphragmatic
0:13:24 versus non-diaphragmatic breathing.
0:13:31 But if you don’t mind commenting on anything you’re aware of as it relates to diaphragmatic
0:13:35 versus non-diaphragmatic breathing, that would be, I think, interesting to a number of people.
0:13:44 In the context of things like breath practice, I’m a bit agnostic about the effects of some of the
0:13:46 different patterns of breathing.
0:13:52 Clearly, some are going to work through different mechanisms, and we can talk about that.
0:13:58 But at a certain level, for example, whether it’s primarily diaphragm where you move your abdomen or not,
0:14:01 I am agnostic about it.
0:14:07 I think that the changes that breathing induces in emotion and cognition,
0:14:12 I have different ideas about what the influence is.
0:14:22 And I don’t see that primarily as how which particular muscles you’re choosing, but that just could be my own prejudice.
0:14:32 Could you tell us about physiological sighs, what’s known about them, what your particular interest in them is, and what they’re good for?
0:14:35 It turns out we sigh about every five minutes.
0:14:48 And I would encourage anyone who finds that to be an unbelievable fact is to lie down in a quiet room and just breathe normally.
0:14:49 Just relax.
0:14:50 Just let go.
0:14:53 And just pay attention to your breathing.
0:15:00 And you’ll find that every couple of minutes, you’re taking a deep breath, and you can’t stop it.
0:15:03 You know, it just happens.
0:15:04 Now, why?
0:15:06 Well, we have to go back to the lung again.
0:15:11 The lung has these 500 million alveoli, and they’re very tiny.
0:15:13 They’re 200 microns across.
0:15:15 So they’re really, really tiny.
0:15:18 And you can think of them as fluid-filled.
0:15:19 They’re fluid-lined.
0:15:26 And the reason they’re fluid-lined has to do with the esoterica of the mechanics of that.
0:15:31 It makes it a little easier to stretch them with this fluid line, which is called surfactant.
0:15:35 Your alveoli have a tendency to collapse.
0:15:37 There’s 500 million of them.
0:15:40 They’re not collapsing at a very high rate.
0:15:42 But it’s a slow rate that’s not trivial.
0:15:50 And when the alveolus collapses, it no longer can receive oxygen or take carbon dioxide out.
0:15:52 It’s sort of taken out of the equation.
0:15:57 Now, if you have 500 million of them and you lose 10, no big deal.
0:16:03 But if they keep collapsing, you can lose a significant part of the surface area of your lung.
0:16:08 Now, a normal breath is not enough to pop them open.
0:16:12 But if you take a deep breath through nose or mouth.
0:16:13 It doesn’t matter.
0:16:22 Or just increase that lung volume because you’re just pulling on the lungs, they’ll pop open about every five minutes.
0:16:28 And so we’re doing it every five minutes in order to maintain the health of our lung.
0:16:42 In the early days of mechanical ventilation, which was used to treat polio victims who had weakness of their respiratory muscles, they’d be put in these big steel tubes.
0:16:47 And the way they would work is that the pressure outside the body would drop.
0:16:53 That would put an expansion pressure on the lungs, excuse me, on the ribcage.
0:16:54 The ribcage would expand.
0:16:56 And then the lung would expand.
0:16:59 And then the pressure would go back to normal.
0:17:02 And the lung and ribcage would go back to normal.
0:17:04 But there was a relatively high mortality rate.
0:17:07 It was a bit of a mystery.
0:17:10 And one solution was to just give bigger breaths.
0:17:14 They’d get bigger breaths and the mortality rate dropped.
0:17:22 And it wasn’t until, I think it was the 50s, where they realized that they didn’t have to increase every breath to be big.
0:17:26 What they needed to do is every so often they’d have one big breath.
0:17:33 So you have a couple of minutes of normal breaths and then one big breath, just mimicking the physiological size.
0:17:35 And then the mortality rate dropped significantly.
0:17:48 And if you see someone on a ventilator in the hospital, if you watch, every couple of minutes that you see the membrane move up and down, every couple of minutes there’ll be a super breath.
0:17:50 And that pops it open.
0:17:55 So there are these mechanisms for these physiological size.
0:18:04 So just like with the collapse of the lungs, where you need a big pressure to pop it open, it’s the same thing with the alveolar.
0:18:06 You need a bigger pressure.
0:18:08 And a normal breath is not enough.
0:18:10 So you have to take a big inhale.
0:18:18 And what nature has done is instead of requiring us to remember to do it, it does it automatically.
0:18:20 And it does it about every five minutes.
0:18:25 We’ve known for a long time that there are things that we can do to improve our sleep.
0:18:27 And that includes things that we can take.
0:18:32 Things like magnesium threonate, theanine, chamomile extract, and glycine.
0:18:35 Along with lesser known things like saffron and valerian root.
0:18:41 These are all clinically supported ingredients that can help you fall asleep, stay asleep, and wake up feeling more refreshed.
0:18:47 I’m excited to share that our longtime sponsor, AG1, just created a new product called AGZ.
0:18:52 A nightly drink designed to help you get better sleep and have you wake up feeling super refreshed.
0:18:56 Over the past few years, I’ve worked with the team at AG1 to help create this new AGZ formula.
0:19:02 It has the best sleep-supporting compounds in exactly the right ratios in one easy-to-drink mix.
0:19:10 This removes all the complexity of trying to forage the vast landscape of supplements focused on sleep and figuring out the right dosages and which ones to take for you.
0:19:14 AGZ is, to my knowledge, the most comprehensive sleep supplement on the market.
0:19:17 I take it 30 to 60 minutes before sleep.
0:19:18 It’s delicious, by the way.
0:19:22 And it dramatically increases both the quality and the depth of my sleep.
0:19:26 I know that both from my subjective experience of my sleep and because I track my sleep.
0:19:31 I’m excited for everyone to try this new AGZ formulation and to enjoy the benefits of better sleep.
0:19:35 AGZ is available in chocolate, chocolate mint, and mixed berry flavors.
0:19:37 And as I mentioned before, they’re all extremely delicious.
0:19:42 My favorite of the three has to be, I think, chocolate mint, but I really like them all.
0:19:47 If you’d like to try AGZ, go to drinkAGZ.com slash Huberman to get a special offer.
0:19:51 Again, that’s drinkAGZ.com slash Huberman.
0:19:58 We hear often that people will overdose on drugs of various kinds because they stop breathing.
0:20:05 So barbiturates, alcohol combined with barbiturates is a common cause of death for drug users and
0:20:08 contraindications of drugs and these kinds of things.
0:20:13 You hear all the time about celebrities dying because they combined alcohol with barbiturates.
0:20:28 Is there any evidence that the sighs that occur during sleep or during states of, you know, deep, deep relaxation and sedation that sighs recover the brain?
0:20:35 Because you can imagine that if these sighs don’t happen as a consequence of some drug impacting these brain centers,
0:20:39 that that could be one cause of basically asphyxiation and death.
0:20:54 If you look at the progression of any mammal to a death due to, quote, natural causes, their breathing slows down, it will stop, and then they’ll gasp.
0:20:56 So we have the phrase dying gasp.
0:20:59 Super large breaths.
0:21:03 They’re often described as an attempt to auto-resuscitate.
0:21:08 That is, you take that super deep breath and that maybe it can kickstart the engine again.
0:21:17 We do not know the degree to such things as gasp are really sighs that are particularly large.
0:21:24 And so if you suppress the ability to gasp in an individual who is subject to an overdose,
0:21:34 then, whereas they might have been able to re-arouse their breathing, if that’s prevented, they don’t get re-aroused.
0:21:37 So that is certainly a possibility.
0:21:43 I’d love to get your thoughts on how breathing interacts with other things in the brain.
0:21:47 As we know, when we get stressed, our breathing changes.
0:21:50 When we’re happy and relaxed, our breathing changes.
0:21:57 But also, if we change our breathing, we, in some sense, can adjust our internal state.
0:22:00 What is the relationship between brain state and breathing?
0:22:05 This is a topic which has really intrigued me over the past decade.
0:22:12 I would say before that, I was in my silo just interested about how the rhythm of breathing is generated
0:22:15 and didn’t really pay much attention to this other stuff.
0:22:18 For some reason, I got interested in it.
0:22:21 I felt, maybe I can study this in rodents.
0:22:26 So we got this idea that we’re going to teach rodents to meditate.
0:22:28 And, you know, that’s laughable.
0:22:35 But we said, but if we can, then we can actually study how this happens.
0:22:43 So I was able to get a sort of a starter grant, an R21 from NCCIH.
0:22:46 That’s the National Complementary Medicine Institute.
0:22:48 A wonderful institute, I should mention.
0:22:56 Our government puts major tax dollars toward studies of things like meditation, breath work,
0:22:58 supplements, herbs, acupuncture.
0:23:01 This is, I think, not well known.
0:23:06 And it’s an incredible thing that our government does that.
0:23:08 And I think it deserves a nod.
0:23:09 I totally agree with you.
0:23:14 I think that it’s the kind of thing that many of us, including many scientists,
0:23:17 thinks is too woo-woo and unsubstantiated.
0:23:20 But we’re learning more and more.
0:23:22 You know, we used to laugh at neuroimmunology.
0:23:25 There were all these things that we’re learning that we used to dismiss.
0:23:30 And I think there’s real nuggets to be learned here.
0:23:33 So recently, we had a major breakthrough.
0:23:38 We found a protocol by which we can get awake mice to breathe slowly.
0:23:42 In other words, whatever their normal breath is, we could slow it down by a factor of 10.
0:23:44 And they’re fine doing that.
0:23:49 We did that 30 minutes a day for four weeks, okay?
0:23:50 Like a breath practice.
0:23:59 And we had control animals where we did everything the same, except the manipulation we made did not slow down their breathing.
0:24:07 We then put them to a standard fear conditioning, which we did with my colleague, Michael Fanzolo, who’s one of the real gurus of fear.
0:24:17 We measured a standard test that put mice in a condition where they’re concerned that we receive a shock, and their response is that they freeze.
0:24:21 And the measure of how fearful they are is how long they freeze.
0:24:32 If the control mice had a freezing time, which was just the same as ordinary mice would have, the ones that went through our protocol froze much, much less.
0:24:44 The degree to which they showed less freezing was as much as if there was a major manipulation in the amygdala, which is a part of the brain that’s important in fear processing.
0:24:53 I’ll just pause you for a moment there because I think that the, you know, you’re talking about a rodent study, but I think the benefits of doing rodent studies that you can get deep into mechanism.
0:25:00 And for people that might think, well, we’ve known that meditation has these benefits.
0:25:02 Why do you need to get mechanistic science?
0:25:16 I think that one thing that’s important for people to remember is that, first of all, as many people as one might think are meditating out there or doing breath work, a far, far, far greater number of people are not, right?
0:25:23 I mean, there’s a, the majority of people don’t take any time to do dedicated breath work nor meditate.
0:25:28 So whatever can incentivize people would be wonderful.
0:25:37 But the other thing is that it’s never really been clear to me just how much meditation is required for a real effect, meaning a practical effect.
0:25:41 People say 30 minutes a day, 20 minutes a day, once a week, twice a week, same thing with breath work.
0:25:50 Finding minimum or effective thresholds for changing neural circuitry is what I think is the holy grail of all these practices.
0:25:55 And that’s only going to be determined by the sorts of mechanistic studies that you describe.
0:26:00 One of the issues, I think, for a lot of people is that there’s a placebo effect.
0:26:09 That is, in humans, they can respond to something even though the mechanism has nothing to do with what the intervention is.
0:26:17 And so it’s easy to say that the meditative response has a big component, which is a placebo effect.
0:26:20 My mice don’t believe in the placebo effect.
0:26:29 And so if we could show there’s a bona fide effect in mice, it is convincing in ways that no matter how many human experiments you did,
0:26:33 the control for the placebo effect is extremely difficult in humans.
0:26:35 In mice, it’s a non-issue.
0:26:40 So I think that that in and of itself would be an enormous message to send.
0:26:43 Excellent and indeed a better point.
0:26:52 A 30-minute-a-day meditation in these mice, if I understand correctly, the meditation, we don’t know what they’re thinking about.
0:26:52 It’s breath practice.
0:26:52 Right.
0:26:54 So it’s breath practice.
0:26:59 Because presumably they’re not thinking about their third eye center, lotus position, levitation, whatever it is.
0:27:02 They’re not instructed as to what to do.
0:27:03 And if they were, they probably wouldn’t do it anyway.
0:27:11 So 30 minutes a day in which breathing is deliberately slowed or is slowed relative to their normal patterns of breathing.
0:27:12 Got it.
0:27:20 So the fear centers are altered in some way that creates a shorter fear response to a foot shock.
0:27:20 Right.
0:27:30 What are some other examples that you are aware of from work in your laboratory or work in other laboratories for that matter about interactions between breathing and brain state or emotional state?
0:27:40 I want people to understand that when we’re talking about breathing affecting emotional cognitive state, it’s not simply coming from pre-Butzinger.
0:27:44 Well, there are several other sites, and let me sort of, I need to sort of go through that.
0:27:45 One is olfaction.
0:27:52 So when you’re breathing, normal breathing, you’re inhaling and exhaling.
0:28:02 This is creating signals coming from the nasal mucosa that is going back into the olfactory bulb that’s respiratory modulated.
0:28:08 And the olfactory bulb has a profound influence and projections through many parts of the brain.
0:28:20 So there’s a signal arising from this rhythmic moving of air in and out of the nose that’s going into the brain that has contained in it a respiratory modulation.
0:28:23 Another potential source is the vagus nerve.
0:28:31 The vagus nerve is a major nerve which is containing afferents from all of the viscera.
0:28:34 Afferents just being signals to.
0:28:48 It also has signals coming from the brain stem down, which are called efferents, but it’s getting major signals from the lung, from the gut, and this is going up into the brain stem.
0:28:53 There are very powerful receptors in the lung.
0:28:58 They’re responding to the expansion and relaxation of the lung.
0:29:06 And so if you record from the vagus nerve, you’ll see that there’s a huge respiratory modulation due to the mechanical changes in the lung.
0:29:20 Now, why that is of interest is that for some forms of refractory depression, electral stimulation of the vagus nerve can provide tremendous relief.
0:29:33 Why this is the case still remains to be determined, but it’s clear that signals in the vagus nerve, at least artificial signals in the vagus nerve, can have a positive effect on reducing depression.
0:29:44 So it’s not elite to think that under normal circumstances, that that rhythm coming in from the vagus nerve is playing a role in normal processing.
0:29:46 Okay, let me continue.
0:29:49 Conduct oxide and oxygen levels.
0:29:53 Now, under normal circumstances, your oxygen levels are fine.
0:29:58 And unless you go to altitude, they don’t really change very much.
0:30:05 But your CO2 levels can change quite a bit with even a relatively small change in your overall breathing.
0:30:07 That’s going to change your pH level.
0:30:15 I have a colleague, Alicia Marat, who is working with patients who are anxious.
0:30:18 And many of them hyperventilate.
0:30:23 And as a result of that hyperventilation, their carbon dioxide levels are low.
0:30:37 She has developed a therapeutic treatment where she trains these people to breathe slower, to restore their CO2 levels back to normal, and she gets relief in their anxiety.
0:30:49 So CO2 levels, which are not going to affect brain function on a breath-by-breath level, although it does fluctuate breath-by-breath, but sort of as a continuous background, can change.
0:30:57 And if it’s changed chronically, we know that highly elevated levels of CO2 can produce panic attacks.
0:31:07 Your body is so sensitive, the control of breathing, like how much you breathe per minute, is determined in a very sensitive way by the CO2 level.
0:31:14 So even a small change in your CO2 will have a significant effect on your ventilation.
0:31:20 So this is another thing that not only changes your ventilation, but affects your brain state.
0:31:24 I’d like to take a quick break and acknowledge our sponsor, Eight Sleep.
0:31:29 Eight Sleep makes smart mattress covers with cooling, heating, and sleep tracking capacity.
0:31:35 One of the best ways to ensure you get a great night’s sleep is to make sure that the temperature of your sleeping environment is correct.
0:31:41 And that’s because in order to fall asleep and stay deeply asleep, your body temperature actually has to drop by about one to three degrees.
0:31:48 And in order to wake up feeling refreshed and energized, your body temperature actually has to increase by about one to three degrees.
0:31:54 Eight Sleep automatically regulates the temperature of your bed throughout the night according to your unique needs.
0:32:01 I’ve been sleeping on an Eight Sleep mattress cover for nearly five years now, and it has completely transformed and improved the quality of my sleep.
0:32:03 The latest Eight Sleep model is the Pod 5.
0:32:06 This is what I’m now sleeping on, and I absolutely love it.
0:32:08 It has so many incredible features.
0:32:18 For instance, the Pod 5 has a feature called Autopilot, which is an AI engine that learns your sleep patterns and then adjusts the temperature of your sleeping environment across different sleep stages.
0:32:22 It will even elevate your head if you’re snoring, and it makes other shifts to optimize your sleep.
0:32:29 If you’d like to try Eight Sleep, go to eightsleep.com slash Huberman to get up to $700 off the Pod 5 Ultra.
0:32:32 This is Eight Sleep’s biggest sale of the year.
0:32:35 It goes from now until December 1st, 2025.
0:32:39 Eight Sleep ships to many countries worldwide, including Mexico and the UAE.
0:32:46 Again, that’s eightsleep.com slash Huberman to save up to $700 now through December 1st, 2025.
0:33:01 Now, another thing that could affect how breathing practice can affect your emotional state is simply the sending command, because breathing practice involves volitional control of your breathing.
0:33:06 And therefore, there’s a signal that’s originating somewhere in your motor cortex.
0:33:14 That is not, of course, that’s going to go down to pre-Butzinger, but it’s also going to send off collaterals to other places.
0:33:17 Those collaterals could obviously influence your emotional state.
0:33:23 So we have quite a few different potential sources, none of them that are exclusive.
0:33:46 What are some of the other features of our brain and body, be it blinking or eye movements or ability to encode sounds or any features of the way that we function and move and perceive things that are coordinated with breathing in some interesting way?
0:33:48 Almost everything.
0:33:54 So we have, for example, on the autonomic side, we have respiratory sinus arrhythmia.
0:33:58 That is, during expiration, the heart slows down.
0:34:02 Your pupils oscillate with the respiratory cycle.
0:34:04 Your fear response.
0:34:08 Let’s take something like depression.
0:34:13 You can envision depression as activities sort of going around in a circuit.
0:34:22 And because it’s continuous in the nervous system, as signals keep repeating, they tend to get stronger.
0:34:25 And they can get so strong, you can’t break them.
0:34:27 And I mean, all of us get depressed at some point.
0:34:32 But if it’s not continuous, it’s not long-lasting, we’re able to break it.
0:34:35 Well, there are extreme measures to break it.
0:34:38 We could do electroconvulsive shock.
0:34:40 We shock the whole brain.
0:34:42 That’s disrupting activity in the whole brain.
0:34:47 And when the circuit starts to get back together again, it’s been disruptive.
0:34:54 And we know that the brain, when signals get disrupted a little bit, we can weaken the connections.
0:35:00 And weakening the connections, if it’s that in the circuit involved in depression, we may get some relief.
0:35:05 An electroconvulsive shock does work for relieving many kinds of depression.
0:35:12 Focal deep brain stimulation does the same thing, but more localized or transcranial stimulation.
0:35:19 You’re disrupting a network, and while it’s getting back together, it may weaken some of the connections.
0:35:29 If breathing is playing some role in this circuit, and now, instead of doing like a one-second shock,
0:35:36 I do 30 minutes of disruption by doing slow breathing or other breathing practice,
0:35:42 those circuits begin to break down a little bit, and I get some relief.
0:35:50 And if I continue to do it before the circuit can then build back up again, I gradually can wear that circuit down.
0:35:55 I sort of liken this, I tell people, it’s like walking around on a dirt path.
0:35:59 You build a rut, the rut gets so deep, you can’t get out of it.
0:36:04 And what breathing is doing is sort of filling in the rut bit by bit to the point that you can climb out of that rut.
0:36:13 And that is because breathing, the breathing signal is playing some role in the way the circuit works.
0:36:18 And then, when you disrupt it, the circuit gets a little thrown off kilter.
0:36:26 And when, as you know, when circuits get thrown off, the nervous system tries to adjust in some way or another.
0:36:33 And it turns out, at least for breathing, for some evolutionary reason or just by happenstance,
0:36:37 it seems to improve our emotional function or our cognitive function.
0:36:41 And, you know, we’re very fortunate that that’s the case.
0:36:46 What do you do with all this knowledge in terms of a breathing practice?
0:36:57 I find I get tremendous benefit by relatively short periods between five and maybe 20 minutes of doing box breathing.
0:37:00 It’s very simple to do.
0:37:08 I’m now trying this two more because I’m just curious and exploring it because it may be acting through a different way.
0:37:12 And I want to see if I respond differently.
0:37:17 I have friends and colleagues who are into, you know, particular styles like Wim Hof.
0:37:22 And I think what he’s doing is great and getting people who are interested.
0:37:29 I think the notion is that I would like to see more people exploring this.
0:37:43 And to some degree, as you point out, 30 minutes a day, some of the breath patterns that some of these styles like Wim Hof are a little intimidating to newbies.
0:37:49 And so I would like to see something very simple that people, what I tell my friends is, look, just try it five or 10 minutes.
0:37:50 See if you feel better.
0:37:51 Do it for a few days.
0:37:53 If you don’t like it, stop it.
0:37:54 It doesn’t cost anything.
0:37:57 And invariably, they find that it’s helpful.
0:38:03 I will often interrupt my day to take five or 10 minutes.
0:38:13 Like if I find that I’m lagging, you know, I think there’s some pretty good data that your performance after lunch declines.
0:38:20 And so very often what I’ll do after lunch is take five or 10 minutes and just sort of breath practice.
0:38:23 And lately, what does that breath practice look like?
0:38:25 It’s just box breathing for five or 10 minutes.
0:38:30 So five seconds, inhale, five second hold, five second exhale, five second hold.
0:38:30 Yeah.
0:38:31 And sometimes I’ll do doubles.
0:38:38 I’ll do 10 seconds just because I get bored, you know.
0:38:44 It’s just, I feel like doing it and it’s, it’s, it’s very, it’s very helpful.
0:38:52 You know, you’re one of the few colleagues I have who openly admits to exploring supplementation.
0:38:56 I’m a long time supplement fan.
0:39:02 I think there, there’s power in compounds, both prescription, non-prescription, natural synthesized.
0:39:07 I don’t use these haphazardly, but I think there’s certainly power in them.
0:39:12 And one of the places where you and I converge is in terms of our interest in the nervous system
0:39:16 and supplementation is vis-a-vis magnesium.
0:39:22 Now I’ve talked at, you know, endlessly on the podcast and elsewhere about magnesium for
0:39:26 sake of sleep and improving transitions to sleep and so forth.
0:39:33 But you have a somewhat different interest in magnesium as it relates to cognitive function
0:39:35 and durability of cognitive function.
0:39:39 Would you mind just sharing with us a little bit about what that interest is, where, where
0:39:39 it stems from?
0:39:45 And because it’s this, because it’s the Huberman Lab podcast and we often talk about supplementation,
0:39:48 what, what you do with that information?
0:39:48 Okay.
0:39:54 So I need to disclose that I am a scientific advisor to a company called NeuroCenture, which
0:39:57 my graduate student, Kuo-Sung Liu, is CEO.
0:40:01 So that said, I can give you some background.
0:40:08 Kuo-Sung, although when he was in my lab, worked on breathing, had a deep interest in learning
0:40:09 and memory.
0:40:15 And when he left my lab, he went to work for it with a renowned learning and memory guy at
0:40:16 Stanford, Dick Chen.
0:40:22 And when he finished there, he was hired by Susumo Tanegawa at MIT.
0:40:25 Who also knows a thing or two about memory.
0:40:25 I’m teasing.
0:40:32 Susumo has a Nobel for his work on immunoglobulins, but then is a world-class memory researcher.
0:40:34 And more.
0:40:37 He’s many things.
0:40:46 And Kuo-Sung had a very curious, very bright guy, and he was interested in how signals between
0:40:51 neurons get strengthened, which is called long-term potentiation or LTP.
0:41:02 And one of the questions that arose was, if I have inputs to a neuron and I get LTP, is
0:41:09 the LTP bigger if the signal is bigger or the noise is less?
0:41:14 So we can imagine that when we’re listening to something, if it’s louder, we can hear it
0:41:17 better, or if there’s less noise, we can hear it better.
0:41:19 And he wanted to investigate this.
0:41:24 So he did this in tissue culture of hippocampal neurons.
0:41:32 And what he found was that if he lowered the background activity in all of the neurons,
0:41:38 that the LTP he elicited got stronger.
0:41:44 And the way he did that was increasing the level of magnesium in the bathing solution.
0:41:50 So he played around with the magnesium, and he found out that when the magnesium was elevated,
0:41:52 there was more LTP, there was more LTP.
0:41:55 All right, that’s an observation in a tissue culture.
0:42:01 And I should just mention that more LTP essentially translates to more neuroplasticity, more rewiring
0:42:03 of connections, in essence.
0:42:09 So he tested this in mice.
0:42:17 And basically, he offered them a– he had control mice, which got a normal diet, and one that
0:42:19 had one that enriched the magnesium.
0:42:26 And the ones that lived enriched with magnesium had higher cognitive function, live longer, everything
0:42:30 you’d want in some magic pill, those mice did that.
0:42:31 And, excuse me, rats.
0:42:45 And the problem was that you couldn’t imagine taking this into humans, because most magnesium salts don’t passively
0:42:49 get from the gut into the bloodstream into the brain.
0:42:52 They pass via a– what’s called a transporter.
0:43:03 A transporter is something in a membrane that grabs a magnesium molecule, or atom, and pulls it into the other side.
0:43:10 So if you imagine you have magnesium in your gut, you have transporters that pull the magnesium into the gut, into the bloodstream.
0:43:19 Well, if you had taken normal magnesium supplement that you can buy at the pharmacy, it doesn’t cross the gut very easily.
0:43:26 And if you would take enough of it to get it in your bloodstream, you start getting diarrhea.
0:43:29 So it’s not a good way to go.
0:43:31 Well, it is a good way to go.
0:43:34 Sorry, couldn’t help myself.
0:43:36 Well said.
0:43:41 So he worked with this brilliant chemist, Fay Mao.
0:43:56 And Fay looked at a whole range of magnesium compounds, and he found that magnesium threonate was much more effective in crossing the gut
0:43:57 blood barrier.
0:44:06 Now, they didn’t realize at the time, but threonate is a metabolite of vitamin C, and there’s lots of threonate in your body.
0:44:21 So magnesium threonate would appear to be safe, and maybe part of the role, or now they believe it’s part of the role of the threonate, is that it supercharges the transporter to get the magnesium in.
0:44:27 And remember, you need a transporter into the gut, into the brain, and into cells.
0:44:29 They did a study in humans.
0:44:33 They hired a company to do a test.
0:44:34 It was a hands-off test.
0:44:39 It’s one of these companies that gets hired by the big pharma to do their test for them.
0:44:46 And they got patients who were diagnosed as mild cognitive decline.
0:44:51 These are people who had cognitive disorder, which was age-inappropriate.
0:45:08 And the metric that they use for determining how far off they were is Spearman’s G factor, which is a generalized measure of intelligence that most psychologists accept.
0:45:22 And the biological age of the subjects was, I think, 51, and the cognitive age was 61, based on the Spearman’s G test.
0:45:32 Oh, I should say, the Spearman’s G factor starts at a particular level in the population at age 20 and declines about 1% a year.
0:45:37 So, sorry to say, we’re not 20-year-olds anymore.
0:45:45 But when you get a number from that, you can put on the curve and see whether it’s about your age or not.
0:45:48 These people were about 10 years older, according to that metric.
0:45:58 And long story short, after three months, this is a placebo-controlled double-blind study.
0:46:08 The people who were in the placebo arm improved two years, which is common for human studies because of the placebo effect.
0:46:15 The people who got the compound improved eight years on average.
0:46:18 And some improved more than eight years.
0:46:22 They didn’t do any further diagnosis as to what caused the Molokov and the decline.
0:46:25 But it was pretty, it was extraordinarily impressive.
0:46:27 So, it moved their cognition closer to their-
0:46:29 Biological age, biological age.
0:46:33 Do you recall what the dose is of magnesium-3?
0:46:38 It’s in the paper, and it’s basically what they have in the compound, which is sold commercially.
0:46:52 So, the compound, which is sold commercially, is handled by a nutraceutical wholesaler who sells it to the retailers, and they make whatever formulation they want.
0:47:00 But it’s a dosage which is, my understanding, is rarely tolerable.
0:47:03 I take half a dose.
0:47:14 The reason I take half a dose is that I had my magnesium, blood magnesium measured, and it was low normal for my age.
0:47:17 I took half a dose, it became high normal.
0:47:20 And I feel comfortable staying in the normal range.
0:47:25 But, you know, a lot of people are taking the full dose.
0:47:33 And at my age, I’m not looking to get smarter.
0:47:34 I’m looking to decline more slowly.
0:47:39 And it’s hard, you know, it’s hard for me to tell you whether or not it’s effective or not.
0:48:00 When I’ve recommended it to my friends, academics who are, by nature, skeptical, if not cynical, and I insist that they try it, they usually don’t report a major change in their cognitive function, although sometimes they do report, well, I feel a little bit more alert, and my physical movements are better.
0:48:03 But many of them report they sleep better.
0:48:06 And that makes sense.
0:48:15 I think there’s good evidence that 3 and 8 can accelerate the transition into sleep and maybe even access to deeper modes of sleep.
0:48:25 But that’s very interesting because I, until you and I had the discussion about 3 and 8, I wasn’t aware of the cognitive enhancing effects.
0:48:38 But the story makes sense from a mechanistic perspective, and it brings you around to a bigger and more important statement, which is that I so appreciate your attention to mechanism.
0:48:46 I guess this stems from your early training as a physicist and the desire to get numbers and to really parse things at a fine level.
0:48:47 We’ve covered a lot today.
0:48:49 I know there’s much more that we could cover.
0:49:03 I’m going to insist on a part 2 at some point, but I really want to speak on behalf of a huge number of people and just thank you, not just for your time and energy and attention to detail and accuracy and clarity around this topic today,
0:49:17 But also, what I should have said at the beginning, which is that, you know, you really are a pioneer in this field of studying respiration and the mechanisms underlying respiration with modern tools for now for many decades.
0:49:19 I really want to extend a sincere thanks.
0:49:30 It means a lot to me, and I know to the audience of this podcast that someone with your depth and rigor in this area is both a scientist and a practitioner, and that you would share this with us.
0:49:31 So thank you.
0:49:36 I appreciate the opportunity, and I would be delighted to come back at any time.
0:49:37 Wonderful.
0:49:38 We will absolutely do it.
0:49:39 Thanks again, Jack.
0:49:40 Bye now.
0:00:16 I’m Andrew Huberman, and I’m a professor of neurobiology and ophthalmology at Stanford School of Medicine.
0:00:20 And now for my conversation with Dr. Jack Feldman.
0:00:21 Thanks for joining me today.
0:00:22 Pleasure to be here, Andrew.
0:00:29 You’re my go-to source for all things respiration and how the brain and breathing interact.
0:00:31 You’re the person I call.
0:00:36 Why don’t we start off by just talking about what’s involved in generating breath?
0:00:46 So on the mechanical side, which is obvious to everyone, we want to have air flow in, inhale, and we need to have air flow out.
0:00:52 And the reason we need to do this is because for body metabolism, we need oxygen.
0:01:00 And when oxygen is utilized through the aerobic metabolic process, we produce carbon dioxide.
0:01:09 And so we have to get rid of the carbon dioxide that we produce, in particular because the carbon dioxide affects the acid-base balance of the blood, the pH.
0:01:15 And all living cells are very sensitive to what the pH value is.
0:01:18 So your body is very interested in regulating that pH.
0:01:20 So how do we generate this air flow?
0:01:22 We have to expand the lungs.
0:01:27 And as the lungs expand, basically it’s like a balloon that you would pull apart.
0:01:32 The pressure inside that balloon drops, and air will flow into the balloon.
0:01:44 That lowers the pressure in the air sacs called alveoli, and air will flow in because pressure outside the body is higher than pressure inside the body when you’re doing this expansion, when you’re inhaling.
0:01:46 What produces that?
0:01:52 Well, the principal muscle is the diaphragm, which is sitting inside the body just below the lung.
0:01:58 And when you want to inhale, you basically contract the diaphragm, and it pulls it down.
0:02:04 And as it pulls it down, it’s inserting pressure forces on the lung, and the lung wants to expand.
0:02:13 At the same time, the ribcage is going to rotate up and out, and therefore expanding the cavity, the thoracic cavity.
0:02:21 At the end of inspiration, under normal conditions when you’re at rest, you just relax, and it’s like pulling on a spring.
0:02:24 You pull down a spring, and you let go, and it relaxes.
0:02:26 Where does that activity originate?
0:02:36 The region in the brainstem, that’s once again this region sort of above the spinal cord, which was critical for generating this rhythm.
0:02:38 It’s called the pre-Butzinger complex.
0:02:47 This small site, which contains in humans a few thousand neurons, it’s located on either side, and works in tandem.
0:02:56 And every breath begins with neurons in this region beginning to be active.
0:03:08 And those neurons then connect ultimately to these motor neurons going to the diaphragm and to the external intercostals, causing them to be active and causing this inspiratory effort.
0:03:24 When the neurons in the pre-Butzinger complex finish their burst of activity, then inspiration stops, and then you begin to exhale because of this passive recall of the lung and ribcage.
0:03:36 Is there anything known about the activation of the diaphragm and the intercostal muscles between the ribs as it relates to nose versus mouth breathing?
0:03:39 I don’t think we fully have the answer to that.
0:03:43 Clearly, there are differences between nasal and mouth breathing.
0:03:57 At rest, the tendency is to do nasal breathing because the air flows that are necessary for normal breathing is easily managed by passing through the nasal cavities.
0:04:10 However, when your ventilation needs to increase, like during exercise, you need to move more air, you do that through your mouth because the airways are much larger then, and therefore you can move much more air.
0:04:22 But at the level of the intercostals and the diaphragm, their contraction is almost agnostic to whether or not the nose and mouth are open.
0:04:29 I’m excited to share that Matina, the yerba mate drink I helped create, is now available at Whole Foods stores nationwide.
0:04:34 Long-time listeners of this podcast know that yerba mate is my preferred caffeine source.
0:04:45 It provides smooth energy without giving you the jitters, and it has a lot of other potential benefits, including helping to regulate your blood sugar, improving digestion, mild appetite suppression, and much more.
0:04:49 Matina is my absolute favorite of all the yerba mate brands out there, and I’ve tried them all.
0:04:57 Given my love for Matina, I decided to become a part owner in the business, and I helped them create their new line of products, which are all entirely zero sugar.
0:05:00 These zero sugar cold brew Matina flavors are fantastic.
0:05:03 I drink at least three cans of them every single day.
0:05:06 You’ll often see them on the table during my podcast recordings.
0:05:10 I absolutely love the product, and I’m proud to now have it sold at Whole Foods.
0:05:13 So check out Matina at Whole Foods stores nationwide.
0:05:18 It’s cold brewed with the absolute best ingredients, it has zero sugar, and it tastes amazing.
0:05:23 And if you don’t have a Whole Foods near you, you can also buy it online at drinkmatina.com.
0:05:36 Maybe you could march us through the brain centers that you’ve discovered and others have worked on as well that control breathing, pre-butzinger as well as related structures.
0:05:47 So when we discovered the pre-butzinger, we thought that it was the primary source of all rhythmic respiratory movements, both inspiration and expiration.
0:06:00 And then in a series of experiments, we discovered that there was a second oscillator, and that oscillator is involved in generating what we call active expiration.
0:06:02 That is this active—
0:06:03 Like if I go, shh.
0:06:04 Yeah.
0:06:10 Or when you begin to exercise, you have to go, ha, ha, ha, ha, and actually move that air out.
0:06:18 This group of cells, which is silent address, suddenly becomes active to drive those muscles.
0:06:24 And it appears that it’s an independent oscillator in a region around the facial nucleus.
0:06:32 When this region was initially identified, we thought it was involved in sensing carbon dioxide.
0:06:34 It was what we call a central chemoreceptor.
0:06:44 That is, we want to keep carbon dioxide levels, particularly in the brain, at a relatively stable level because the brain is extraordinarily sensitive to changes in pH.
0:06:54 If there’s a big shift in carbon dioxide, there’ll be a big shift in brain pH, and that’ll throw your brain, if I can use the technical term, out of whack.
0:06:57 And so you want to regulate that.
0:07:02 And the way to regulate something in the brain is you have a sensor in the brain.
0:07:12 And others basically identified that the ventral surface of the brainstem, that is the part of the brainstem that’s on this side, was critical for that.
0:07:16 And then we identified a structure near the trapezoid nucleus.
0:07:20 It was not named in any of these neuroanatomical atlases.
0:07:25 So we just picked the name out of the hat, and we called it the retrotrapezoid nucleus.
0:07:36 If you go back in an evolutionary sense, and a lot of things that are hard to figure out begin to make sense when you look at the evolution of the nervous system,
0:07:46 when control of facial muscles, going back to more primitive creatures because they had to take things in their mouth for eating,
0:07:50 so we call that the face sort of developed.
0:07:50 The eyes were there.
0:07:51 The mouth is there.
0:08:01 The nuclei that contained the motor neurons, a lot of the control systems for them developed in the immediate vicinity.
0:08:10 So if you think about the face, there’s a lot of sub-nuclei around there that had various roles at various different times in evolution.
0:08:22 And at one point in evolution, the facial muscles were probably very important in moving fluid in and out of the mouth and moving air in and out of the mouth.
0:08:32 And so part of these many different sub-nuclei now seems to be in mammals to be involved in the control of expiratory muscles.
0:08:43 But we have to remember that mammals are very special when it comes to breathing because we’re the only class of vertebrates that have a diaphragm.
0:08:48 If you look at amphibians and reptiles, they don’t have a diaphragm.
0:08:54 And the way they breathe is not by actively inspiring and passively expiring.
0:09:03 They breathe by actively expiring and passively inspiring because they don’t have a powerful inspiratory muscle.
0:09:07 And somewhere along the line, the diaphragm developed.
0:09:14 The amazing thing about the diaphragm is that it’s mechanically extremely efficient.
0:09:25 If you look at how oxygen gets from outside the body into the bloodstream, the critical passage is across the membrane in the lung.
0:09:37 It’s called the alveolus is part of the lung, and the blood runs through capillaries, which are the smallest tubes in the circulatory system.
0:09:45 And at that point, oxygen can go from the air-filled alveolus into the blood.
0:09:48 The key element is the surface area.
0:09:52 The bigger the surface area, the more oxygen that can pass through.
0:09:54 It’s entirely a passive process.
0:09:57 There’s no magic about making oxygen go in.
0:10:03 Now, how do you get a pack, a large surface area in a small chest?
0:10:06 Well, you start out with one tube, which is the trachea.
0:10:08 The trachea expands.
0:10:10 Now you have two tubes.
0:10:13 Then you have four tubes, and it keeps branching.
0:10:20 At some point, at the end of those branches, you put a little sphere, which is an alveolus.
0:10:24 And that determines what the surface area is going to be.
0:10:28 Now, you then have a mechanical problem.
0:10:30 You have this surface area.
0:10:32 You have to be able to pull it apart.
0:10:36 So imagine you have a little square of elastic membrane.
0:10:39 It doesn’t take a lot of force to pull it apart.
0:10:45 But now, if you increase it by 50 times, you need a lot more force to pull it apart.
0:10:52 So amphibians who were breathing, not by compressing the lungs and then just passively expanding
0:10:56 it, weren’t able to generate a lot of force.
0:10:58 So they have relatively few branches.
0:11:04 So if you look at the surface area that they pack in their lungs, relative to their body
0:11:07 size, it’s not very impressive.
0:11:14 Whereas when you get to mammals, the amount of branching that you have is you have four
0:11:17 to five hundred million alveoli.
0:11:22 So you have a membrane inside of you, a third the size of a tennis court, that you actually
0:11:24 have to expand every breath.
0:11:28 And you do that without exerting much of a, you don’t feel it.
0:11:34 And that’s because you have this amazing muscle, the diaphragm, which because of its positioning,
0:11:41 just by moving two thirds of an inch down, is able to expand that membrane enough to move
0:11:43 air into the lungs.
0:11:47 At rest, the volume of air in your lungs is about two and a half liters.
0:11:53 When you take a breath, you’re taking another five hundred milliliters or half a liter.
0:11:56 That’s the size maybe a little of my fist.
0:12:00 So you’re increasing the volume by 20 percent.
0:12:05 But you’re doing that by pulling on this 70 square meter membrane.
0:12:12 But that’s enough to bring enough fresh air into the lung to mix in with the air that’s already
0:12:21 there, that the oxygen levels in your bloodstream goes from a partial pressure of oxygen, which
0:12:25 is 40 millimeters of mercury, to 100 millimeters of mercury.
0:12:32 So we have this amazing mechanical advantage by having a diaphragm.
0:12:38 Do you think that our brains are larger than that of other mammals in part because of the
0:12:42 the amount of oxygen that we have been able to bring into our system?
0:12:50 I would say a key step in the ability to develop a large brain that has a continuous demand for
0:12:52 oxygen is the diaphragm.
0:12:55 Without a diaphragm, you’re an amphibian.
0:13:03 You know, over the years, whether it be for yoga class or a breathwork thing or you hear online
0:13:09 that we should be breathing with our diaphragm, that rather than lifting our rib cage when we breathe and our
0:13:16 chest, that it is healthier in air quotes or better somehow to have the belly expand when we inhale.
0:13:22 I’m not aware of any particular studies that have really examined the direct health benefits of diaphragmatic
0:13:24 versus non-diaphragmatic breathing.
0:13:31 But if you don’t mind commenting on anything you’re aware of as it relates to diaphragmatic
0:13:35 versus non-diaphragmatic breathing, that would be, I think, interesting to a number of people.
0:13:44 In the context of things like breath practice, I’m a bit agnostic about the effects of some of the
0:13:46 different patterns of breathing.
0:13:52 Clearly, some are going to work through different mechanisms, and we can talk about that.
0:13:58 But at a certain level, for example, whether it’s primarily diaphragm where you move your abdomen or not,
0:14:01 I am agnostic about it.
0:14:07 I think that the changes that breathing induces in emotion and cognition,
0:14:12 I have different ideas about what the influence is.
0:14:22 And I don’t see that primarily as how which particular muscles you’re choosing, but that just could be my own prejudice.
0:14:32 Could you tell us about physiological sighs, what’s known about them, what your particular interest in them is, and what they’re good for?
0:14:35 It turns out we sigh about every five minutes.
0:14:48 And I would encourage anyone who finds that to be an unbelievable fact is to lie down in a quiet room and just breathe normally.
0:14:49 Just relax.
0:14:50 Just let go.
0:14:53 And just pay attention to your breathing.
0:15:00 And you’ll find that every couple of minutes, you’re taking a deep breath, and you can’t stop it.
0:15:03 You know, it just happens.
0:15:04 Now, why?
0:15:06 Well, we have to go back to the lung again.
0:15:11 The lung has these 500 million alveoli, and they’re very tiny.
0:15:13 They’re 200 microns across.
0:15:15 So they’re really, really tiny.
0:15:18 And you can think of them as fluid-filled.
0:15:19 They’re fluid-lined.
0:15:26 And the reason they’re fluid-lined has to do with the esoterica of the mechanics of that.
0:15:31 It makes it a little easier to stretch them with this fluid line, which is called surfactant.
0:15:35 Your alveoli have a tendency to collapse.
0:15:37 There’s 500 million of them.
0:15:40 They’re not collapsing at a very high rate.
0:15:42 But it’s a slow rate that’s not trivial.
0:15:50 And when the alveolus collapses, it no longer can receive oxygen or take carbon dioxide out.
0:15:52 It’s sort of taken out of the equation.
0:15:57 Now, if you have 500 million of them and you lose 10, no big deal.
0:16:03 But if they keep collapsing, you can lose a significant part of the surface area of your lung.
0:16:08 Now, a normal breath is not enough to pop them open.
0:16:12 But if you take a deep breath through nose or mouth.
0:16:13 It doesn’t matter.
0:16:22 Or just increase that lung volume because you’re just pulling on the lungs, they’ll pop open about every five minutes.
0:16:28 And so we’re doing it every five minutes in order to maintain the health of our lung.
0:16:42 In the early days of mechanical ventilation, which was used to treat polio victims who had weakness of their respiratory muscles, they’d be put in these big steel tubes.
0:16:47 And the way they would work is that the pressure outside the body would drop.
0:16:53 That would put an expansion pressure on the lungs, excuse me, on the ribcage.
0:16:54 The ribcage would expand.
0:16:56 And then the lung would expand.
0:16:59 And then the pressure would go back to normal.
0:17:02 And the lung and ribcage would go back to normal.
0:17:04 But there was a relatively high mortality rate.
0:17:07 It was a bit of a mystery.
0:17:10 And one solution was to just give bigger breaths.
0:17:14 They’d get bigger breaths and the mortality rate dropped.
0:17:22 And it wasn’t until, I think it was the 50s, where they realized that they didn’t have to increase every breath to be big.
0:17:26 What they needed to do is every so often they’d have one big breath.
0:17:33 So you have a couple of minutes of normal breaths and then one big breath, just mimicking the physiological size.
0:17:35 And then the mortality rate dropped significantly.
0:17:48 And if you see someone on a ventilator in the hospital, if you watch, every couple of minutes that you see the membrane move up and down, every couple of minutes there’ll be a super breath.
0:17:50 And that pops it open.
0:17:55 So there are these mechanisms for these physiological size.
0:18:04 So just like with the collapse of the lungs, where you need a big pressure to pop it open, it’s the same thing with the alveolar.
0:18:06 You need a bigger pressure.
0:18:08 And a normal breath is not enough.
0:18:10 So you have to take a big inhale.
0:18:18 And what nature has done is instead of requiring us to remember to do it, it does it automatically.
0:18:20 And it does it about every five minutes.
0:18:25 We’ve known for a long time that there are things that we can do to improve our sleep.
0:18:27 And that includes things that we can take.
0:18:32 Things like magnesium threonate, theanine, chamomile extract, and glycine.
0:18:35 Along with lesser known things like saffron and valerian root.
0:18:41 These are all clinically supported ingredients that can help you fall asleep, stay asleep, and wake up feeling more refreshed.
0:18:47 I’m excited to share that our longtime sponsor, AG1, just created a new product called AGZ.
0:18:52 A nightly drink designed to help you get better sleep and have you wake up feeling super refreshed.
0:18:56 Over the past few years, I’ve worked with the team at AG1 to help create this new AGZ formula.
0:19:02 It has the best sleep-supporting compounds in exactly the right ratios in one easy-to-drink mix.
0:19:10 This removes all the complexity of trying to forage the vast landscape of supplements focused on sleep and figuring out the right dosages and which ones to take for you.
0:19:14 AGZ is, to my knowledge, the most comprehensive sleep supplement on the market.
0:19:17 I take it 30 to 60 minutes before sleep.
0:19:18 It’s delicious, by the way.
0:19:22 And it dramatically increases both the quality and the depth of my sleep.
0:19:26 I know that both from my subjective experience of my sleep and because I track my sleep.
0:19:31 I’m excited for everyone to try this new AGZ formulation and to enjoy the benefits of better sleep.
0:19:35 AGZ is available in chocolate, chocolate mint, and mixed berry flavors.
0:19:37 And as I mentioned before, they’re all extremely delicious.
0:19:42 My favorite of the three has to be, I think, chocolate mint, but I really like them all.
0:19:47 If you’d like to try AGZ, go to drinkAGZ.com slash Huberman to get a special offer.
0:19:51 Again, that’s drinkAGZ.com slash Huberman.
0:19:58 We hear often that people will overdose on drugs of various kinds because they stop breathing.
0:20:05 So barbiturates, alcohol combined with barbiturates is a common cause of death for drug users and
0:20:08 contraindications of drugs and these kinds of things.
0:20:13 You hear all the time about celebrities dying because they combined alcohol with barbiturates.
0:20:28 Is there any evidence that the sighs that occur during sleep or during states of, you know, deep, deep relaxation and sedation that sighs recover the brain?
0:20:35 Because you can imagine that if these sighs don’t happen as a consequence of some drug impacting these brain centers,
0:20:39 that that could be one cause of basically asphyxiation and death.
0:20:54 If you look at the progression of any mammal to a death due to, quote, natural causes, their breathing slows down, it will stop, and then they’ll gasp.
0:20:56 So we have the phrase dying gasp.
0:20:59 Super large breaths.
0:21:03 They’re often described as an attempt to auto-resuscitate.
0:21:08 That is, you take that super deep breath and that maybe it can kickstart the engine again.
0:21:17 We do not know the degree to such things as gasp are really sighs that are particularly large.
0:21:24 And so if you suppress the ability to gasp in an individual who is subject to an overdose,
0:21:34 then, whereas they might have been able to re-arouse their breathing, if that’s prevented, they don’t get re-aroused.
0:21:37 So that is certainly a possibility.
0:21:43 I’d love to get your thoughts on how breathing interacts with other things in the brain.
0:21:47 As we know, when we get stressed, our breathing changes.
0:21:50 When we’re happy and relaxed, our breathing changes.
0:21:57 But also, if we change our breathing, we, in some sense, can adjust our internal state.
0:22:00 What is the relationship between brain state and breathing?
0:22:05 This is a topic which has really intrigued me over the past decade.
0:22:12 I would say before that, I was in my silo just interested about how the rhythm of breathing is generated
0:22:15 and didn’t really pay much attention to this other stuff.
0:22:18 For some reason, I got interested in it.
0:22:21 I felt, maybe I can study this in rodents.
0:22:26 So we got this idea that we’re going to teach rodents to meditate.
0:22:28 And, you know, that’s laughable.
0:22:35 But we said, but if we can, then we can actually study how this happens.
0:22:43 So I was able to get a sort of a starter grant, an R21 from NCCIH.
0:22:46 That’s the National Complementary Medicine Institute.
0:22:48 A wonderful institute, I should mention.
0:22:56 Our government puts major tax dollars toward studies of things like meditation, breath work,
0:22:58 supplements, herbs, acupuncture.
0:23:01 This is, I think, not well known.
0:23:06 And it’s an incredible thing that our government does that.
0:23:08 And I think it deserves a nod.
0:23:09 I totally agree with you.
0:23:14 I think that it’s the kind of thing that many of us, including many scientists,
0:23:17 thinks is too woo-woo and unsubstantiated.
0:23:20 But we’re learning more and more.
0:23:22 You know, we used to laugh at neuroimmunology.
0:23:25 There were all these things that we’re learning that we used to dismiss.
0:23:30 And I think there’s real nuggets to be learned here.
0:23:33 So recently, we had a major breakthrough.
0:23:38 We found a protocol by which we can get awake mice to breathe slowly.
0:23:42 In other words, whatever their normal breath is, we could slow it down by a factor of 10.
0:23:44 And they’re fine doing that.
0:23:49 We did that 30 minutes a day for four weeks, okay?
0:23:50 Like a breath practice.
0:23:59 And we had control animals where we did everything the same, except the manipulation we made did not slow down their breathing.
0:24:07 We then put them to a standard fear conditioning, which we did with my colleague, Michael Fanzolo, who’s one of the real gurus of fear.
0:24:17 We measured a standard test that put mice in a condition where they’re concerned that we receive a shock, and their response is that they freeze.
0:24:21 And the measure of how fearful they are is how long they freeze.
0:24:32 If the control mice had a freezing time, which was just the same as ordinary mice would have, the ones that went through our protocol froze much, much less.
0:24:44 The degree to which they showed less freezing was as much as if there was a major manipulation in the amygdala, which is a part of the brain that’s important in fear processing.
0:24:53 I’ll just pause you for a moment there because I think that the, you know, you’re talking about a rodent study, but I think the benefits of doing rodent studies that you can get deep into mechanism.
0:25:00 And for people that might think, well, we’ve known that meditation has these benefits.
0:25:02 Why do you need to get mechanistic science?
0:25:16 I think that one thing that’s important for people to remember is that, first of all, as many people as one might think are meditating out there or doing breath work, a far, far, far greater number of people are not, right?
0:25:23 I mean, there’s a, the majority of people don’t take any time to do dedicated breath work nor meditate.
0:25:28 So whatever can incentivize people would be wonderful.
0:25:37 But the other thing is that it’s never really been clear to me just how much meditation is required for a real effect, meaning a practical effect.
0:25:41 People say 30 minutes a day, 20 minutes a day, once a week, twice a week, same thing with breath work.
0:25:50 Finding minimum or effective thresholds for changing neural circuitry is what I think is the holy grail of all these practices.
0:25:55 And that’s only going to be determined by the sorts of mechanistic studies that you describe.
0:26:00 One of the issues, I think, for a lot of people is that there’s a placebo effect.
0:26:09 That is, in humans, they can respond to something even though the mechanism has nothing to do with what the intervention is.
0:26:17 And so it’s easy to say that the meditative response has a big component, which is a placebo effect.
0:26:20 My mice don’t believe in the placebo effect.
0:26:29 And so if we could show there’s a bona fide effect in mice, it is convincing in ways that no matter how many human experiments you did,
0:26:33 the control for the placebo effect is extremely difficult in humans.
0:26:35 In mice, it’s a non-issue.
0:26:40 So I think that that in and of itself would be an enormous message to send.
0:26:43 Excellent and indeed a better point.
0:26:52 A 30-minute-a-day meditation in these mice, if I understand correctly, the meditation, we don’t know what they’re thinking about.
0:26:52 It’s breath practice.
0:26:52 Right.
0:26:54 So it’s breath practice.
0:26:59 Because presumably they’re not thinking about their third eye center, lotus position, levitation, whatever it is.
0:27:02 They’re not instructed as to what to do.
0:27:03 And if they were, they probably wouldn’t do it anyway.
0:27:11 So 30 minutes a day in which breathing is deliberately slowed or is slowed relative to their normal patterns of breathing.
0:27:12 Got it.
0:27:20 So the fear centers are altered in some way that creates a shorter fear response to a foot shock.
0:27:20 Right.
0:27:30 What are some other examples that you are aware of from work in your laboratory or work in other laboratories for that matter about interactions between breathing and brain state or emotional state?
0:27:40 I want people to understand that when we’re talking about breathing affecting emotional cognitive state, it’s not simply coming from pre-Butzinger.
0:27:44 Well, there are several other sites, and let me sort of, I need to sort of go through that.
0:27:45 One is olfaction.
0:27:52 So when you’re breathing, normal breathing, you’re inhaling and exhaling.
0:28:02 This is creating signals coming from the nasal mucosa that is going back into the olfactory bulb that’s respiratory modulated.
0:28:08 And the olfactory bulb has a profound influence and projections through many parts of the brain.
0:28:20 So there’s a signal arising from this rhythmic moving of air in and out of the nose that’s going into the brain that has contained in it a respiratory modulation.
0:28:23 Another potential source is the vagus nerve.
0:28:31 The vagus nerve is a major nerve which is containing afferents from all of the viscera.
0:28:34 Afferents just being signals to.
0:28:48 It also has signals coming from the brain stem down, which are called efferents, but it’s getting major signals from the lung, from the gut, and this is going up into the brain stem.
0:28:53 There are very powerful receptors in the lung.
0:28:58 They’re responding to the expansion and relaxation of the lung.
0:29:06 And so if you record from the vagus nerve, you’ll see that there’s a huge respiratory modulation due to the mechanical changes in the lung.
0:29:20 Now, why that is of interest is that for some forms of refractory depression, electral stimulation of the vagus nerve can provide tremendous relief.
0:29:33 Why this is the case still remains to be determined, but it’s clear that signals in the vagus nerve, at least artificial signals in the vagus nerve, can have a positive effect on reducing depression.
0:29:44 So it’s not elite to think that under normal circumstances, that that rhythm coming in from the vagus nerve is playing a role in normal processing.
0:29:46 Okay, let me continue.
0:29:49 Conduct oxide and oxygen levels.
0:29:53 Now, under normal circumstances, your oxygen levels are fine.
0:29:58 And unless you go to altitude, they don’t really change very much.
0:30:05 But your CO2 levels can change quite a bit with even a relatively small change in your overall breathing.
0:30:07 That’s going to change your pH level.
0:30:15 I have a colleague, Alicia Marat, who is working with patients who are anxious.
0:30:18 And many of them hyperventilate.
0:30:23 And as a result of that hyperventilation, their carbon dioxide levels are low.
0:30:37 She has developed a therapeutic treatment where she trains these people to breathe slower, to restore their CO2 levels back to normal, and she gets relief in their anxiety.
0:30:49 So CO2 levels, which are not going to affect brain function on a breath-by-breath level, although it does fluctuate breath-by-breath, but sort of as a continuous background, can change.
0:30:57 And if it’s changed chronically, we know that highly elevated levels of CO2 can produce panic attacks.
0:31:07 Your body is so sensitive, the control of breathing, like how much you breathe per minute, is determined in a very sensitive way by the CO2 level.
0:31:14 So even a small change in your CO2 will have a significant effect on your ventilation.
0:31:20 So this is another thing that not only changes your ventilation, but affects your brain state.
0:31:24 I’d like to take a quick break and acknowledge our sponsor, Eight Sleep.
0:31:29 Eight Sleep makes smart mattress covers with cooling, heating, and sleep tracking capacity.
0:31:35 One of the best ways to ensure you get a great night’s sleep is to make sure that the temperature of your sleeping environment is correct.
0:31:41 And that’s because in order to fall asleep and stay deeply asleep, your body temperature actually has to drop by about one to three degrees.
0:31:48 And in order to wake up feeling refreshed and energized, your body temperature actually has to increase by about one to three degrees.
0:31:54 Eight Sleep automatically regulates the temperature of your bed throughout the night according to your unique needs.
0:32:01 I’ve been sleeping on an Eight Sleep mattress cover for nearly five years now, and it has completely transformed and improved the quality of my sleep.
0:32:03 The latest Eight Sleep model is the Pod 5.
0:32:06 This is what I’m now sleeping on, and I absolutely love it.
0:32:08 It has so many incredible features.
0:32:18 For instance, the Pod 5 has a feature called Autopilot, which is an AI engine that learns your sleep patterns and then adjusts the temperature of your sleeping environment across different sleep stages.
0:32:22 It will even elevate your head if you’re snoring, and it makes other shifts to optimize your sleep.
0:32:29 If you’d like to try Eight Sleep, go to eightsleep.com slash Huberman to get up to $700 off the Pod 5 Ultra.
0:32:32 This is Eight Sleep’s biggest sale of the year.
0:32:35 It goes from now until December 1st, 2025.
0:32:39 Eight Sleep ships to many countries worldwide, including Mexico and the UAE.
0:32:46 Again, that’s eightsleep.com slash Huberman to save up to $700 now through December 1st, 2025.
0:33:01 Now, another thing that could affect how breathing practice can affect your emotional state is simply the sending command, because breathing practice involves volitional control of your breathing.
0:33:06 And therefore, there’s a signal that’s originating somewhere in your motor cortex.
0:33:14 That is not, of course, that’s going to go down to pre-Butzinger, but it’s also going to send off collaterals to other places.
0:33:17 Those collaterals could obviously influence your emotional state.
0:33:23 So we have quite a few different potential sources, none of them that are exclusive.
0:33:46 What are some of the other features of our brain and body, be it blinking or eye movements or ability to encode sounds or any features of the way that we function and move and perceive things that are coordinated with breathing in some interesting way?
0:33:48 Almost everything.
0:33:54 So we have, for example, on the autonomic side, we have respiratory sinus arrhythmia.
0:33:58 That is, during expiration, the heart slows down.
0:34:02 Your pupils oscillate with the respiratory cycle.
0:34:04 Your fear response.
0:34:08 Let’s take something like depression.
0:34:13 You can envision depression as activities sort of going around in a circuit.
0:34:22 And because it’s continuous in the nervous system, as signals keep repeating, they tend to get stronger.
0:34:25 And they can get so strong, you can’t break them.
0:34:27 And I mean, all of us get depressed at some point.
0:34:32 But if it’s not continuous, it’s not long-lasting, we’re able to break it.
0:34:35 Well, there are extreme measures to break it.
0:34:38 We could do electroconvulsive shock.
0:34:40 We shock the whole brain.
0:34:42 That’s disrupting activity in the whole brain.
0:34:47 And when the circuit starts to get back together again, it’s been disruptive.
0:34:54 And we know that the brain, when signals get disrupted a little bit, we can weaken the connections.
0:35:00 And weakening the connections, if it’s that in the circuit involved in depression, we may get some relief.
0:35:05 An electroconvulsive shock does work for relieving many kinds of depression.
0:35:12 Focal deep brain stimulation does the same thing, but more localized or transcranial stimulation.
0:35:19 You’re disrupting a network, and while it’s getting back together, it may weaken some of the connections.
0:35:29 If breathing is playing some role in this circuit, and now, instead of doing like a one-second shock,
0:35:36 I do 30 minutes of disruption by doing slow breathing or other breathing practice,
0:35:42 those circuits begin to break down a little bit, and I get some relief.
0:35:50 And if I continue to do it before the circuit can then build back up again, I gradually can wear that circuit down.
0:35:55 I sort of liken this, I tell people, it’s like walking around on a dirt path.
0:35:59 You build a rut, the rut gets so deep, you can’t get out of it.
0:36:04 And what breathing is doing is sort of filling in the rut bit by bit to the point that you can climb out of that rut.
0:36:13 And that is because breathing, the breathing signal is playing some role in the way the circuit works.
0:36:18 And then, when you disrupt it, the circuit gets a little thrown off kilter.
0:36:26 And when, as you know, when circuits get thrown off, the nervous system tries to adjust in some way or another.
0:36:33 And it turns out, at least for breathing, for some evolutionary reason or just by happenstance,
0:36:37 it seems to improve our emotional function or our cognitive function.
0:36:41 And, you know, we’re very fortunate that that’s the case.
0:36:46 What do you do with all this knowledge in terms of a breathing practice?
0:36:57 I find I get tremendous benefit by relatively short periods between five and maybe 20 minutes of doing box breathing.
0:37:00 It’s very simple to do.
0:37:08 I’m now trying this two more because I’m just curious and exploring it because it may be acting through a different way.
0:37:12 And I want to see if I respond differently.
0:37:17 I have friends and colleagues who are into, you know, particular styles like Wim Hof.
0:37:22 And I think what he’s doing is great and getting people who are interested.
0:37:29 I think the notion is that I would like to see more people exploring this.
0:37:43 And to some degree, as you point out, 30 minutes a day, some of the breath patterns that some of these styles like Wim Hof are a little intimidating to newbies.
0:37:49 And so I would like to see something very simple that people, what I tell my friends is, look, just try it five or 10 minutes.
0:37:50 See if you feel better.
0:37:51 Do it for a few days.
0:37:53 If you don’t like it, stop it.
0:37:54 It doesn’t cost anything.
0:37:57 And invariably, they find that it’s helpful.
0:38:03 I will often interrupt my day to take five or 10 minutes.
0:38:13 Like if I find that I’m lagging, you know, I think there’s some pretty good data that your performance after lunch declines.
0:38:20 And so very often what I’ll do after lunch is take five or 10 minutes and just sort of breath practice.
0:38:23 And lately, what does that breath practice look like?
0:38:25 It’s just box breathing for five or 10 minutes.
0:38:30 So five seconds, inhale, five second hold, five second exhale, five second hold.
0:38:30 Yeah.
0:38:31 And sometimes I’ll do doubles.
0:38:38 I’ll do 10 seconds just because I get bored, you know.
0:38:44 It’s just, I feel like doing it and it’s, it’s, it’s very, it’s very helpful.
0:38:52 You know, you’re one of the few colleagues I have who openly admits to exploring supplementation.
0:38:56 I’m a long time supplement fan.
0:39:02 I think there, there’s power in compounds, both prescription, non-prescription, natural synthesized.
0:39:07 I don’t use these haphazardly, but I think there’s certainly power in them.
0:39:12 And one of the places where you and I converge is in terms of our interest in the nervous system
0:39:16 and supplementation is vis-a-vis magnesium.
0:39:22 Now I’ve talked at, you know, endlessly on the podcast and elsewhere about magnesium for
0:39:26 sake of sleep and improving transitions to sleep and so forth.
0:39:33 But you have a somewhat different interest in magnesium as it relates to cognitive function
0:39:35 and durability of cognitive function.
0:39:39 Would you mind just sharing with us a little bit about what that interest is, where, where
0:39:39 it stems from?
0:39:45 And because it’s this, because it’s the Huberman Lab podcast and we often talk about supplementation,
0:39:48 what, what you do with that information?
0:39:48 Okay.
0:39:54 So I need to disclose that I am a scientific advisor to a company called NeuroCenture, which
0:39:57 my graduate student, Kuo-Sung Liu, is CEO.
0:40:01 So that said, I can give you some background.
0:40:08 Kuo-Sung, although when he was in my lab, worked on breathing, had a deep interest in learning
0:40:09 and memory.
0:40:15 And when he left my lab, he went to work for it with a renowned learning and memory guy at
0:40:16 Stanford, Dick Chen.
0:40:22 And when he finished there, he was hired by Susumo Tanegawa at MIT.
0:40:25 Who also knows a thing or two about memory.
0:40:25 I’m teasing.
0:40:32 Susumo has a Nobel for his work on immunoglobulins, but then is a world-class memory researcher.
0:40:34 And more.
0:40:37 He’s many things.
0:40:46 And Kuo-Sung had a very curious, very bright guy, and he was interested in how signals between
0:40:51 neurons get strengthened, which is called long-term potentiation or LTP.
0:41:02 And one of the questions that arose was, if I have inputs to a neuron and I get LTP, is
0:41:09 the LTP bigger if the signal is bigger or the noise is less?
0:41:14 So we can imagine that when we’re listening to something, if it’s louder, we can hear it
0:41:17 better, or if there’s less noise, we can hear it better.
0:41:19 And he wanted to investigate this.
0:41:24 So he did this in tissue culture of hippocampal neurons.
0:41:32 And what he found was that if he lowered the background activity in all of the neurons,
0:41:38 that the LTP he elicited got stronger.
0:41:44 And the way he did that was increasing the level of magnesium in the bathing solution.
0:41:50 So he played around with the magnesium, and he found out that when the magnesium was elevated,
0:41:52 there was more LTP, there was more LTP.
0:41:55 All right, that’s an observation in a tissue culture.
0:42:01 And I should just mention that more LTP essentially translates to more neuroplasticity, more rewiring
0:42:03 of connections, in essence.
0:42:09 So he tested this in mice.
0:42:17 And basically, he offered them a– he had control mice, which got a normal diet, and one that
0:42:19 had one that enriched the magnesium.
0:42:26 And the ones that lived enriched with magnesium had higher cognitive function, live longer, everything
0:42:30 you’d want in some magic pill, those mice did that.
0:42:31 And, excuse me, rats.
0:42:45 And the problem was that you couldn’t imagine taking this into humans, because most magnesium salts don’t passively
0:42:49 get from the gut into the bloodstream into the brain.
0:42:52 They pass via a– what’s called a transporter.
0:43:03 A transporter is something in a membrane that grabs a magnesium molecule, or atom, and pulls it into the other side.
0:43:10 So if you imagine you have magnesium in your gut, you have transporters that pull the magnesium into the gut, into the bloodstream.
0:43:19 Well, if you had taken normal magnesium supplement that you can buy at the pharmacy, it doesn’t cross the gut very easily.
0:43:26 And if you would take enough of it to get it in your bloodstream, you start getting diarrhea.
0:43:29 So it’s not a good way to go.
0:43:31 Well, it is a good way to go.
0:43:34 Sorry, couldn’t help myself.
0:43:36 Well said.
0:43:41 So he worked with this brilliant chemist, Fay Mao.
0:43:56 And Fay looked at a whole range of magnesium compounds, and he found that magnesium threonate was much more effective in crossing the gut
0:43:57 blood barrier.
0:44:06 Now, they didn’t realize at the time, but threonate is a metabolite of vitamin C, and there’s lots of threonate in your body.
0:44:21 So magnesium threonate would appear to be safe, and maybe part of the role, or now they believe it’s part of the role of the threonate, is that it supercharges the transporter to get the magnesium in.
0:44:27 And remember, you need a transporter into the gut, into the brain, and into cells.
0:44:29 They did a study in humans.
0:44:33 They hired a company to do a test.
0:44:34 It was a hands-off test.
0:44:39 It’s one of these companies that gets hired by the big pharma to do their test for them.
0:44:46 And they got patients who were diagnosed as mild cognitive decline.
0:44:51 These are people who had cognitive disorder, which was age-inappropriate.
0:45:08 And the metric that they use for determining how far off they were is Spearman’s G factor, which is a generalized measure of intelligence that most psychologists accept.
0:45:22 And the biological age of the subjects was, I think, 51, and the cognitive age was 61, based on the Spearman’s G test.
0:45:32 Oh, I should say, the Spearman’s G factor starts at a particular level in the population at age 20 and declines about 1% a year.
0:45:37 So, sorry to say, we’re not 20-year-olds anymore.
0:45:45 But when you get a number from that, you can put on the curve and see whether it’s about your age or not.
0:45:48 These people were about 10 years older, according to that metric.
0:45:58 And long story short, after three months, this is a placebo-controlled double-blind study.
0:46:08 The people who were in the placebo arm improved two years, which is common for human studies because of the placebo effect.
0:46:15 The people who got the compound improved eight years on average.
0:46:18 And some improved more than eight years.
0:46:22 They didn’t do any further diagnosis as to what caused the Molokov and the decline.
0:46:25 But it was pretty, it was extraordinarily impressive.
0:46:27 So, it moved their cognition closer to their-
0:46:29 Biological age, biological age.
0:46:33 Do you recall what the dose is of magnesium-3?
0:46:38 It’s in the paper, and it’s basically what they have in the compound, which is sold commercially.
0:46:52 So, the compound, which is sold commercially, is handled by a nutraceutical wholesaler who sells it to the retailers, and they make whatever formulation they want.
0:47:00 But it’s a dosage which is, my understanding, is rarely tolerable.
0:47:03 I take half a dose.
0:47:14 The reason I take half a dose is that I had my magnesium, blood magnesium measured, and it was low normal for my age.
0:47:17 I took half a dose, it became high normal.
0:47:20 And I feel comfortable staying in the normal range.
0:47:25 But, you know, a lot of people are taking the full dose.
0:47:33 And at my age, I’m not looking to get smarter.
0:47:34 I’m looking to decline more slowly.
0:47:39 And it’s hard, you know, it’s hard for me to tell you whether or not it’s effective or not.
0:48:00 When I’ve recommended it to my friends, academics who are, by nature, skeptical, if not cynical, and I insist that they try it, they usually don’t report a major change in their cognitive function, although sometimes they do report, well, I feel a little bit more alert, and my physical movements are better.
0:48:03 But many of them report they sleep better.
0:48:06 And that makes sense.
0:48:15 I think there’s good evidence that 3 and 8 can accelerate the transition into sleep and maybe even access to deeper modes of sleep.
0:48:25 But that’s very interesting because I, until you and I had the discussion about 3 and 8, I wasn’t aware of the cognitive enhancing effects.
0:48:38 But the story makes sense from a mechanistic perspective, and it brings you around to a bigger and more important statement, which is that I so appreciate your attention to mechanism.
0:48:46 I guess this stems from your early training as a physicist and the desire to get numbers and to really parse things at a fine level.
0:48:47 We’ve covered a lot today.
0:48:49 I know there’s much more that we could cover.
0:49:03 I’m going to insist on a part 2 at some point, but I really want to speak on behalf of a huge number of people and just thank you, not just for your time and energy and attention to detail and accuracy and clarity around this topic today,
0:49:17 But also, what I should have said at the beginning, which is that, you know, you really are a pioneer in this field of studying respiration and the mechanisms underlying respiration with modern tools for now for many decades.
0:49:19 I really want to extend a sincere thanks.
0:49:30 It means a lot to me, and I know to the audience of this podcast that someone with your depth and rigor in this area is both a scientist and a practitioner, and that you would share this with us.
0:49:31 So thank you.
0:49:36 I appreciate the opportunity, and I would be delighted to come back at any time.
0:49:37 Wonderful.
0:49:38 We will absolutely do it.
0:49:39 Thanks again, Jack.
0:49:40 Bye now.
Chào mừng đến với Huberman Lab Essentials, nơi chúng tôi ôn lại các tập trước để chọn lọc những công cụ dựa trên khoa học có tính hiệu quả cao và dễ áp dụng cho sức khỏe tinh thần, sức khỏe thể chất và hiệu suất.
Tôi là Andrew Huberman, và tôi là giáo sư ngành sinh học thần kinh và nhãn khoa tại Trường Y Stanford.
Và bây giờ là cuộc trò chuyện của tôi với Tiến sĩ Jack Feldman.
Cảm ơn vì đã tham gia cùng tôi hôm nay.
Rất vui được có mặt ở đây, Andrew.
Anh là nguồn tham khảo hàng đầu của tôi về mọi thứ liên quan đến hô hấp và cách não bộ tương tác với việc thở.
Anh là người tôi gọi đến.
Tại sao chúng ta không bắt đầu bằng việc nói về những gì liên quan đến việc tạo ra hơi thở?
Về phía cơ học, điều này ai cũng thấy rõ, chúng ta cần không khí chảy vào khi hít vào, và cần không khí chảy ra khi thở ra. Lý do là vì cho quá trình trao đổi chất của cơ thể, chúng ta cần oxy. Khi oxy được sử dụng qua quá trình chuyển hóa hiếu khí, chúng ta tạo ra carbon dioxide. Vì vậy chúng ta phải thải bỏ carbon dioxide mà mình tạo ra, đặc biệt là vì carbon dioxide ảnh hưởng đến cân bằng axit-bazơ của máu, tức pH. Tất cả các tế bào sống rất nhạy cảm với giá trị pH. Do đó cơ thể rất quan tâm tới việc điều hòa pH đó.
Vậy chúng ta tạo ra luồng không khí này bằng cách nào?
Chúng ta phải làm giãn phổi. Khi phổi giãn ra, cơ bản giống như quả bóng mà bạn kéo căng ra; áp suất bên trong quả bóng giảm và không khí sẽ chảy vào. Điều đó làm giảm áp suất trong các túi khí gọi là phế nang, và không khí sẽ chảy vào vì áp suất bên ngoài cơ thể cao hơn áp suất bên trong khi bạn thực hiện việc giãn này, khi bạn hít vào.
Cái gì tạo ra điều đó?
Cơ chính là cơ hoành, nằm bên trong cơ thể ngay dưới phổi. Khi bạn muốn hít vào, bạn co cơ hoành, và nó kéo xuống. Khi nó kéo xuống, nó tạo ra lực ép làm phổi giãn ra. Đồng thời, lồng ngực sẽ xoay lên và ra ngoài, do đó mở rộng khoang ngực.
Ở cuối thì hít vào, trong điều kiện bình thường khi bạn nghỉ ngơi, bạn chỉ cần thư giãn, giống như kéo căng một lò xo. Bạn kéo lò xo xuống rồi buông ra, và nó trở về như cũ.
Hoạt động đó xuất phát từ đâu?
Vùng nằm trong thân não — một lần nữa là khu vực phía trên tủy sống, rất quan trọng trong việc tạo nhịp này — được gọi là vùng pre-Butzinger. Vùng nhỏ này, ở người chứa vài nghìn neuron, nằm ở hai bên và hoạt động phối hợp với nhau. Mỗi hơi thở bắt đầu khi các neuron ở vùng này bắt đầu hoạt động. Những neuron đó sau đó kết nối tới các neuron vận động đến cơ hoành và các cơ liên sườn ngoài, khiến chúng hoạt động và tạo nên nỗ lực hít vào.
Khi các neuron ở vùng pre-Butzinger kết thúc đợt hoạt động của chúng thì quá trình hít vào dừng lại, và bạn bắt đầu thở ra vì sự co hồi thụ động của phổi và lồng ngực.
Có điều gì được biết về việc kích hoạt cơ hoành và các cơ liên sườn liên quan đến thở bằng mũi so với thở bằng miệng không?
Tôi không nghĩ chúng ta đã có câu trả lời đầy đủ cho điều đó. Rõ ràng có sự khác biệt giữa thở bằng mũi và thở bằng miệng. Khi nghỉ ngơi, khuynh hướng là thở bằng mũi vì lưu lượng không khí cần thiết cho việc thở bình thường có thể dễ dàng được xử lý khi đi qua các khoang mũi. Tuy nhiên, khi nhu cầu thông khí của bạn tăng lên, như khi tập thể dục, bạn cần di chuyển nhiều không khí hơn, và bạn làm điều đó qua miệng vì đường thở lúc đó lớn hơn nhiều, do đó bạn có thể di chuyển được nhiều không khí hơn. Nhưng ở mức độ các cơ liên sườn và cơ hoành, việc co của chúng hầu như không phụ thuộc vào việc mũi hay miệng có đang mở hay không.
Tôi rất háo hức chia sẻ rằng Matina, đồ uống yerba mate mà tôi đã góp phần tạo ra, hiện đã có mặt tại các cửa hàng Whole Foods trên toàn quốc. Những người nghe lâu năm của podcast này biết rằng yerba mate là nguồn cà phêin tôi ưa thích. Nó mang lại năng lượng mượt mà mà không gây run rẩy, và nó còn có nhiều lợi ích tiềm năng khác, bao gồm giúp điều hòa đường huyết, cải thiện tiêu hóa, ức chế cơn đói nhẹ, và nhiều hơn nữa. Matina là thương hiệu yerba mate tôi yêu thích nhất trong tất cả các thương hiệu mà tôi đã thử. Vì yêu thích Matina, tôi quyết định trở thành một cổ đông trong công ty và đã giúp họ tạo ra dòng sản phẩm mới, tất cả hoàn toàn không đường. Những hương vị cold brew Matina không đường này thật tuyệt vời. Tôi uống ít nhất ba lon mỗi ngày. Bạn sẽ thường thấy chúng trên bàn trong các buổi thu podcast của tôi. Tôi hoàn toàn yêu thích sản phẩm này, và tự hào giờ đây nó được bán tại Whole Foods. Hãy tìm Matina tại các cửa hàng Whole Foods trên toàn quốc. Sản phẩm được cold-brew với nguyên liệu tốt nhất, hoàn toàn không đường, và có vị tuyệt vời. Nếu bạn không có cửa hàng Whole Foods gần mình, bạn cũng có thể mua trực tuyến tại drinkmatina.com.
Có thể anh dẫn chúng tôi qua các trung tâm não mà anh và những người khác đã khám phá, kiểm soát việc thở, vùng pre-Butzinger cũng như các cấu trúc liên quan?
Khi chúng tôi phát hiện ra vùng pre-Butzinger, chúng tôi nghĩ rằng đó là nguồn chính của mọi chuyển động nhịp nhàng hô hấp, cả hít vào và thở ra. Rồi trong một loạt thí nghiệm, chúng tôi phát hiện ra có một bộ tạo dao động thứ hai, và bộ dao động đó tham gia vào việc tạo ra cái chúng tôi gọi là thở ra chủ động. Đó là kiểu thở ra chủ động — như khi tôi phát ra tiếng “shh”. Hoặc khi bạn bắt đầu tập thể dục, bạn phải thở mạnh, “ha, ha, ha, ha”, thực sự đẩy không khí ra. Nhóm tế bào này, vốn im lặng khi nghỉ ngơi, bỗng trở nên hoạt động để điều khiển các cơ đó. Và có vẻ như nó là một bộ dao động độc lập nằm trong một vùng xung quanh nhân mặt. Khi vùng này lần đầu được xác định, chúng tôi nghĩ nó tham gia vào việc cảm nhận carbon dioxide. Nó là cái mà chúng tôi gọi là thụ thể hóa học trung ương.
Tức là, chúng ta muốn giữ mức cacbon đioxit, đặc biệt là trong não, ở một mức tương đối ổn định vì não cực kỳ nhạy cảm với thay đổi pH. Nếu có một thay đổi lớn về cacbon đioxit, sẽ có một thay đổi lớn về pH não, và điều đó sẽ làm rối loạn hoạt động não của bạn, nếu tôi dùng thuật ngữ chuyên môn, làm cho não bị mất thăng bằng. Vì vậy cần phải điều chỉnh điều đó. Cách để điều chỉnh một cái gì đó trong não là phải có một bộ cảm biến trong não. Người ta đã xác định được rằng bề mặt bụng của thân não, tức phần thân não ở phía này, là quan trọng cho việc đó. Rồi chúng tôi xác định được một cấu trúc gần nhân trapezoid. Nó không được đặt tên trong bất kỳ atlas giải phẫu thần kinh nào. Vì vậy chúng tôi đã chọn tên một cách ngẫu nhiên và gọi nó là nhân retrotrapezoid.
Nếu bạn nhìn lại về mặt tiến hóa, nhiều điều khó hiểu sẽ bắt đầu có lý khi xem xét sự tiến hóa của hệ thần kinh. Khi điều khiển cơ mặt phát triển trở lại các sinh vật nguyên thủy hơn vì chúng phải đưa thức ăn vào miệng để ăn, nên chúng ta gọi đó là khuôn mặt đã phát triển. Mắt đã có. Miệng đã có. Các nhân chứa tế bào vận động, nhiều hệ thống điều khiển liên quan đến chúng phát triển ở vùng lân cận ngay bên cạnh. Vì vậy, nếu nghĩ về khuôn mặt, có rất nhiều tiểu nhân xung quanh đó đã đảm nhiệm vai trò khác nhau vào những thời điểm khác nhau trong tiến hóa. Và vào một thời điểm trong tiến hóa, cơ mặt có lẽ rất quan trọng trong việc di chuyển chất lỏng vào ra miệng và di chuyển không khí vào ra miệng. Do đó một phần trong số nhiều tiểu nhân này giờ đây ở thú có vú dường như tham gia kiểm soát các cơ thở ra.
Nhưng chúng ta phải nhớ rằng thú có vú rất đặc biệt khi nói đến hô hấp vì chúng ta là lớp động vật có xương sống duy nhất có cơ hoành. Nếu bạn nhìn các lưỡng cư và bò sát, họ không có cơ hoành. Và cách họ thở không phải là hít vào chủ động và thở ra thụ động. Họ thở bằng thở ra chủ động và hít vào thụ động vì họ không có một cơ hít vào mạnh. Và ở một thời điểm nào đó, cơ hoành đã phát triển. Điều đáng kinh ngạc về cơ hoành là nó cực kỳ hiệu quả về mặt cơ học. Nếu bạn nhìn cách oxy đi từ bên ngoài cơ thể vào máu, chỗ quan trọng là qua màng trong phổi. Phế nang là phần của phổi, và máu chảy qua các mao mạch, là những ống nhỏ nhất trong hệ tuần hoàn. Ở điểm đó, oxy có thể đi từ phế nang chứa đầy không khí vào trong máu. Yếu tố then chốt là diện tích bề mặt. Diện tích bề mặt càng lớn, càng có nhiều oxy có thể truyền qua. Đó hoàn toàn là một quá trình thụ động. Không có phép màu nào làm cho oxy đi vào.
Vậy làm thế nào để bạn có được một diện tích bề mặt lớn trong một lồng ngực nhỏ? Bạn bắt đầu với một ống duy nhất, đó là khí quản. Khí quản mở rộng, giờ bạn có hai ống. Rồi bốn ống, và nó tiếp tục phân nhánh. Ở một điểm nào đó, ở cuối những nhánh đó, bạn đặt một quả cầu nhỏ, đó là một phế nang. Và điều đó quyết định diện tích bề mặt sẽ là bao nhiêu. Bây giờ, bạn có một vấn đề cơ học. Bạn có diện tích bề mặt này, bạn phải có khả năng kéo giãn nó. Hãy tưởng tượng bạn có một mảnh màng đàn hồi nhỏ hình vuông. Không cần nhiều lực để kéo giãn nó. Nhưng nếu bạn tăng nó lên 50 lần, bạn cần nhiều lực hơn để kéo giãn. Những loài lưỡng cư thở không phải bằng cách nén phổi rồi chỉ thụ động giãn ra, nên họ không thể tạo ra nhiều lực. Vì vậy họ có tương đối ít nhánh. Nếu bạn nhìn vào diện tích bề mặt mà họ đóng gói trong phổi so với kích thước cơ thể, nó không ấn tượng lắm. Trong khi khi đến thú có vú, lượng sự phân nhánh mà bạn có—bạn có bốn đến năm trăm triệu phế nang. Vì vậy bạn có một màng bên trong cơ thể, khoảng 70 mét vuông (khoảng một phần ba diện tích sân quần vợt), mà bạn thực sự phải giãn ra mỗi hơi thở. Và bạn làm điều đó mà hầu như không phải exert nhiều lực, bạn cũng không cảm thấy mệt. Đó là vì bạn có cơ hoành tuyệt vời này, nhờ vị trí của nó, chỉ bằng cách hạ xuống khoảng hai phần ba inch, nó có thể giãn màng đó đủ để kéo không khí vào phổi.
Ở trạng thái nghỉ, thể tích không khí trong phổi của bạn khoảng hai rưỡi lít. Khi bạn hít một hơi, bạn lấy thêm khoảng 500 milliliters, hay nửa lít. Kích thước đó có lẽ gần bằng một nắm tay của tôi. Vậy là bạn tăng thể tích khoảng 20 phần trăm. Nhưng bạn làm điều đó bằng cách kéo lên trên một màng khoảng 70 mét vuông ấy. Nhưng thế là đủ để đưa đủ không khí tươi vào phổi để trộn với không khí đã có ở đó, làm cho mức oxy trong máu của bạn tăng từ áp suất riêng phần oxy khoảng 40 mmHg lên 100 mmHg. Vì vậy chúng ta có lợi thế cơ học đáng kinh ngạc nhờ có cơ hoành.
Bạn có nghĩ rằng não chúng ta lớn hơn so với các thú có vú khác một phần vì lượng oxy mà chúng ta đã có thể đưa vào hệ thống không? Tôi sẽ nói một bước then chốt trong khả năng phát triển một não lớn có nhu cầu liên tục về oxy là cơ hoành. Nếu không có cơ hoành, bạn vẫn là một loài lưỡng cư.
Qua nhiều năm, dù là trong lớp yoga, một khóa luyện thở hay nghe trên mạng rằng chúng ta nên thở bằng cơ hoành—thay vì nâng lồng ngực khi thở thì nên để bụng nở ra khi hít vào vì như vậy “khỏe hơn” hay “tốt hơn” theo cách nào đó—tôi không biết nghiên cứu cụ thể nào thực sự đã kiểm tra lợi ích sức khỏe trực tiếp của thở bằng cơ hoành so với thở không dùng cơ hoành. Nhưng nếu bạn không ngại bình luận về bất cứ điều gì bạn biết liên quan tới thở bằng cơ hoành so với thở không dùng cơ hoành, thì tôi nghĩ điều đó sẽ thú vị với nhiều người.
Trong bối cảnh những thứ như các bài tập thở, tôi hơi trung lập về tác dụng của một vài kiểu thở khác nhau. Rõ ràng là một số kiểu sẽ hoạt động qua các cơ chế khác nhau, và chúng ta có thể nói về điều đó. Nhưng ở một mức độ nào đó, ví dụ như việc chủ yếu dùng cơ hoành để di chuyển vùng bụng hay không, tôi không có ý kiến cố định. Tôi nghĩ rằng những thay đổi mà việc thở gây ra trên cảm xúc và nhận thức — tôi có những ý tưởng khác nhau về ảnh hưởng của chúng. Và tôi không nhìn nhận điều đó chủ yếu theo việc bạn đang chọn cơ bắp cụ thể nào, nhưng có thể đó chỉ là định kiến của riêng tôi.
Bạn có thể kể về “thở dài sinh lý” được không, những gì đã biết về chúng, bạn quan tâm đến chúng ra sao, và chúng có tác dụng gì? Hoá ra chúng ta thở dài khoảng mỗi năm phút. Tôi khuyến khích bất cứ ai cảm thấy điều đó khó tin hãy nằm xuống trong một căn phòng yên tĩnh và thở bình thường. Thư giãn. Buông lỏng. Chỉ chú ý đến nhịp thở. Bạn sẽ thấy rằng mỗi vài phút bạn hít một hơi thật sâu, và bạn không thể ngăn nó lại — nó chỉ xảy ra như vậy.
Tại sao vậy? Chúng ta phải trở lại với phổi. Phổi có khoảng 500 triệu phế nang, và chúng rất nhỏ — khoảng 200 micromet bề ngang. Bạn có thể nghĩ chúng như những túi chứa dịch — bề mặt có một lớp dịch. Lý do chúng có lớp dịch đó liên quan đến những điều tinh vi về cơ học: lớp dịch này (gọi là chất hoạt diện, surfactant) giúp căng giãn chúng dễ hơn. Các phế nang có xu hướng xẹp lại. Có 500 triệu phế nang; chúng không xẹp nhanh, nhưng tỷ lệ xẹp đó là chậm nhưng không phải là không đáng kể. Khi một phế nang xẹp, nó không còn nhận oxy hay loại bỏ carbon dioxide nữa — nó như bị loại ra khỏi phương trình. Nếu bạn có 500 triệu phế nang và mất 10 cái thì không sao. Nhưng nếu chúng tiếp tục xẹp dần, bạn có thể mất một phần diện tích bề mặt đáng kể của phổi.
Một hơi thở bình thường không đủ để làm chúng bung ra. Nhưng nếu bạn hít sâu qua mũi hay miệng — không quan trọng — tức là tăng thể tích phổi vì bạn kéo căng phổi, thì khoảng mỗi năm phút các phế nang sẽ bật mở. Vì vậy chúng ta thực hiện động tác đó mỗi năm phút để duy trì sức khoẻ phổi. Những ngày đầu của việc thông khí cơ học — dùng để điều trị bệnh nhân bại liệt bị yếu cơ hô hấp — họ sẽ đặt người bệnh vào những ống thép lớn. Cách hoạt động là áp suất bên ngoài cơ thể giảm, gây một áp lực giãn lên lồng ngực; lồng ngực mở ra rồi phổi mở ra, rồi áp suất trở lại bình thường và phổi cùng lồng ngực trở lại trạng thái bình thường. Nhưng tỷ lệ tử vong khá cao, đó là một điều bí ẩn. Một giải pháp là cho những hơi thở lớn hơn; khi làm vậy, tỷ lệ tử vong giảm. Và mãi tới những năm 1950 người ta mới nhận ra rằng không cần phải tăng kích cỡ mọi hơi thở — họ chỉ cần thỉnh thoảng cho một hơi thở lớn. Vậy là bạn có vài phút thở bình thường rồi một hơi thở lớn, giống như mô phỏng kích thước sinh lý. Khi đó tỷ lệ tử vong giảm đáng kể.
Nếu bạn thấy một người đang thở máy trong bệnh viện và quan sát, mỗi vài phút khi bạn thấy lồng ngực dịch chuyển lên xuống, sẽ có một hơi thở siêu lớn làm các phế nang bật mở. Vậy nên có những cơ chế cho kích thước thở mang tính sinh lý này. Cũng giống như khi phổi xẹp cần một áp lực lớn để mở lại, phế nang cũng cần áp lực lớn — một hơi thở bình thường không đủ, nên phải hít thật sâu. Và tự nhiên đã sắp đặt sao cho chúng ta không phải nhớ để làm điều đó — nó xảy ra tự động, khoảng mỗi năm phút.
Chúng ta đã biết từ lâu rằng có những thứ có thể làm cải thiện giấc ngủ. Bao gồm những chất có thể dùng như magnesium threonate (magie threonate), theanine, chiết xuất hoa cúc (chamomile), và glycine. Cùng với những thứ ít được biết hơn như nhụy hoa nghệ tây (saffron) và rễ cây nữ lang (valerian). Đây đều là các thành phần được hỗ trợ bởi nghiên cứu lâm sàng, có thể giúp bạn dễ ngủ hơn, ngủ duy trì hơn và tỉnh dậy cảm thấy khoẻ khoắn hơn.
Tôi rất vui được chia sẻ rằng nhà tài trợ lâu dài của chúng tôi, AG1, vừa tạo ra một sản phẩm mới gọi là AGZ — một loại thức uống dùng hàng đêm được thiết kế để giúp bạn ngủ ngon hơn và thức dậy cảm thấy rất sảng khoái. Trong vài năm qua, tôi đã làm việc với đội ngũ tại AG1 để giúp tạo ra công thức AGZ này. Nó có những hợp chất hỗ trợ giấc ngủ tốt nhất với tỷ lệ chính xác trong một hỗn hợp dễ uống. Điều này loại bỏ mọi phức tạp khi bạn phải lùng sục vô số thực phẩm bổ sung liên quan đến giấc ngủ để tìm liều lượng và tổ hợp phù hợp cho bạn. Theo tôi biết, AGZ là thực phẩm bổ sung hỗ trợ giấc ngủ toàn diện nhất trên thị trường. Tôi uống nó 30–60 phút trước khi ngủ. Nhân tiện, nó rất ngon. Và nó làm tăng đáng kể cả chất lượng lẫn độ sâu giấc ngủ của tôi — tôi biết điều đó cả từ cảm nhận chủ quan và từ việc theo dõi giấc ngủ. Tôi rất mong mọi người thử công thức AGZ mới này và tận hưởng lợi ích của giấc ngủ tốt hơn. AGZ có các hương vị chocolate, chocolate bạc hà và hỗn hợp quả mọng. Như tôi đã nói, tất cả đều rất ngon. Yêu thích nhất của tôi có lẽ là chocolate bạc hà, nhưng tôi thực sự thích cả ba. Nếu bạn muốn thử AGZ, hãy truy cập drinkAGZ.com/Huberman để nhận ưu đãi đặc biệt. Một lần nữa, đó là drinkAGZ.com/Huberman.
Chúng ta thường nghe rằng nhiều người dùng quá liều các loại thuốc khác nhau vì họ ngừng thở.
Vậy nên barbiturat — rượu kết hợp với barbiturat — là một nguyên nhân phổ biến gây tử vong ở những người dùng ma túy, do tương tác thuốc, chống chỉ định và những vấn đề kiểu đó. Người ta luôn nghe về các ngôi sao chết vì họ đã kết hợp rượu với barbiturat.
Có bằng chứng nào cho thấy những hơi thở dài (sigh) xuất hiện khi ngủ hoặc trong trạng thái thư giãn sâu, an thần có phục hồi cho não không? Bởi bạn có thể tưởng tượng nếu những hơi thở dài này không xảy ra do một loại thuốc nào đó ảnh hưởng các trung tâm não, thì đó có thể là một trong những nguyên nhân dẫn tới nghẹt thở và tử vong.
Nếu nhìn vào diễn tiến của bất kỳ động vật có vú nào dẫn tới cái chết do, nói là, nguyên nhân tự nhiên, nhịp thở của chúng chậm lại, rồi dừng, và sau đó chúng sẽ thở gấp/hổn hển. Vì vậy ta có cụm từ “dying gasp” — những hơi thở hấp hối, những hơi thở cực lớn. Người ta thường mô tả đó là một cố gắng tự hồi sức: bạn hít thật sâu một lần và có thể nó sẽ khởi động lại “động cơ” một lần nữa. Chúng ta không biết mức độ mà những lần thở gấp như vậy thực ra chỉ là những hơi thở dài đặc biệt lớn hay không. Và nếu bạn ức chế khả năng thở gấp ở một người bị quá liều, thì trong khi họ có thể đã có khả năng tự phục hồi nhịp thở, nếu điều đó bị ngăn chặn họ sẽ không hồi tỉnh. Vì vậy đó chắc chắn là một khả năng.
Tôi rất muốn nghe ý kiến của bạn về cách hô hấp tương tác với các yếu tố khác trong não. Như ta biết, khi căng thẳng, nhịp thở thay đổi; khi vui và thư giãn, nhịp thở cũng thay đổi. Nhưng đồng thời, nếu ta thay đổi nhịp thở, theo một nghĩa nào đó ta có thể điều chỉnh trạng thái nội tại. Mối quan hệ giữa trạng thái não và hô hấp là gì?
Đây là một chủ đề đã thực sự thu hút tôi trong thập kỷ vừa qua. Trước đó, tôi sống trong “vùng chuyên môn” của mình, chỉ quan tâm tới cách nhịp thở được sinh ra và không chú ý nhiều tới những vấn đề khác. Vì lý do nào đó tôi bắt đầu quan tâm. Tôi nghĩ, có lẽ tôi có thể nghiên cứu điều này trên loài gặm nhấm. Vì vậy chúng tôi nảy ra ý tưởng sẽ “dạy” chuột thiền. Nghe thì buồn cười, nhưng chúng tôi tự nhủ nếu làm được thì sẽ nghiên cứu được cách thức điều đó xảy ra.
Tôi đã xin được một khoản tài trợ khởi đầu, một R21 từ NCCIH — Viện Quốc gia về Y học Bổ sung và Tích hợp. Một viện tuyệt vời, tôi nên nói vậy. Chính phủ chúng ta bỏ ra nguồn thuế lớn để tài trợ cho các nghiên cứu về thiền, luyện thở, thực phẩm bổ sung, thảo dược, châm cứu. Tôi nghĩ điều này không được biết đến rộng rãi, và đó là một việc làm tuyệt vời mà chính phủ thực hiện, đáng được ghi nhận.
Tôi hoàn toàn đồng ý với bạn. Đây là kiểu thứ mà nhiều người trong chúng ta, kể cả nhiều nhà khoa học, cho là quá mê tín, thiếu cơ sở. Nhưng chúng ta đang dần học được nhiều hơn. Trước đây người ta từng cười chế nhạo thần kinh-miễn dịch học. Có nhiều điều chúng ta học được mà trước đây từng bác bỏ, và tôi nghĩ ở đây có những phát hiện giá trị.
Gần đây chúng tôi có một đột phá lớn. Chúng tôi tìm được một giao thức khiến chuột tỉnh thở chậm lại. Nói cách khác, bất kể nhịp thở bình thường của chúng thế nào, chúng tôi có thể làm chậm nó đi gấp 10 lần. Và chúng vẫn ổn khi làm vậy. Chúng tôi cho chúng thực hành 30 phút mỗi ngày trong bốn tuần, tương tự như một bài luyện thở. Chúng tôi cũng có nhóm đối chứng, làm mọi thứ giống y hệt, chỉ khác là thao tác của chúng tôi không làm chậm nhịp thở của chúng.
Sau đó chúng tôi đưa chúng vào một bài điều kiện hóa sợ hãi tiêu chuẩn, làm cùng đồng nghiệp của tôi, Michael Fanzolo, một trong những chuyên gia hàng đầu về nỗi sợ. Chúng tôi đo bằng một thử nghiệm chuẩn đặt chuột vào trạng thái lo ngại rằng chúng sẽ bị điện giật, phản ứng của chúng là đứng im. Thước đo mức độ sợ là thời gian chúng đứng im. Nếu chuột đối chứng có thời gian đứng im giống như chuột bình thường, thì những con trải qua giao thức của chúng tôi đứng im ít hơn rất nhiều. Mức độ giảm thời gian đứng im lớn tới mức tương đương như thể có một can thiệp lớn vào hạch hạnh nhân (amygdala), một phần của não quan trọng trong xử lý nỗi sợ.
Tôi xin ngắt lời một chút vì tôi nghĩ bạn đang nói về nghiên cứu trên chuột, và lợi ích của các nghiên cứu trên chuột là có thể đi sâu vào cơ chế. Với những người có thể nghĩ “chúng ta đã biết thiền có lợi rồi, sao còn cần nghiên cứu cơ chế?”, tôi nghĩ có hai điều quan trọng cần nhớ. Thứ nhất, dù nhiều người có thể nghĩ rằng nhiều người đang thiền hay luyện thở, thực tế có một số lượng lớn hơn rất nhiều người không làm việc đó. Phần lớn mọi người không dành thời gian cho việc luyện thở hay thiền định có hệ thống. Vậy bất kỳ điều gì có thể khuyến khích người ta làm sẽ rất tuyệt.
Thứ hai, chưa bao giờ rõ ràng với tôi là cần bao nhiêu thời lượng thiền để có hiệu quả thực sự, nghĩa là hiệu quả thực dụng. Người ta nói 30 phút/ngày, 20 phút/ngày, một lần/tuần, hai lần/tuần — tương tự với luyện thở. Tìm ngưỡng tối thiểu hoặc ngưỡng hiệu quả để thay đổi mạng lưới thần kinh là thứ tôi nghĩ là “chén thánh” của tất cả những thực hành này. Và điều đó chỉ có thể được xác định bởi những nghiên cứu đi sâu vào cơ chế như bạn mô tả.
Một vấn đề với nhiều người là có hiệu ứng giả dược. Ở người, họ có thể phản ứng với một thứ dù cơ chế vốn không liên quan tới can thiệp đó. Vì vậy dễ dàng để nói rằng phản ứng khi thiền có một phần lớn là hiệu ứng giả dược. Chuột của tôi không tin vào hiệu ứng giả dược. Nếu chúng tôi có thể chứng minh có một hiệu ứng thật sự ở chuột, điều đó sẽ thuyết phục theo cách mà dù bạn làm bao nhiêu thí nghiệm trên người đi nữa, việc kiểm soát hiệu ứng giả dược ở người là cực kỳ khó. Ở chuột thì đó không phải vấn đề. Vì vậy chính điều đó tự thân đã là một thông điệp lớn để truyền đi.
Tuyệt vời — và thực sự là một luận điểm hay hơn.
Một buổi thiền 30 phút mỗi ngày trên những con chuột này, nếu tôi hiểu đúng, việc thiền — chúng ta không biết chúng đang nghĩ gì.
Đó là thực hành thở.
Đúng vậy.
Vậy là thực hành thở.
Bởi vì có lẽ chúng không nghĩ về “trung tâm con mắt thứ ba”, tư thế hoa sen, bay lơ lửng hay bất cứ điều gì người ta hay tưởng tượng.
Chúng không được hướng dẫn phải làm gì.
Và nếu có hướng dẫn, có lẽ chúng cũng chẳng làm theo.
Vậy là 30 phút mỗi ngày trong đó hơi thở bị làm chậm đi một cách có chủ ý hoặc chậm hơn so với nhịp thở bình thường của chúng.
Hiểu rồi.
Vậy các trung tâm sợ hãi bị biến đổi theo một cách nào đó khiến phản ứng sợ trước cú sốc vào chân ngắn lại.
Đúng.
Còn những ví dụ khác mà ông biết từ công trình trong phòng thí nghiệm của mình hoặc các phòng thí nghiệm khác về tương tác giữa hơi thở và trạng thái não bộ hoặc trạng thái cảm xúc là gì?
Tôi muốn mọi người hiểu rằng khi chúng ta nói hơi thở ảnh hưởng đến trạng thái cảm xúc và nhận thức, nó không chỉ đơn giản đến từ vùng pre-Butzinger.
Thực ra có vài vị trí khác, và để tôi lần lượt nói qua.
Một là khứu giác.
Khi bạn thở bình thường, bạn hít vào và thở ra.
Việc này tạo ra các tín hiệu từ niêm mạc mũi truyền ngược vào hành khứu (olfactory bulb) mà được điều biến theo nhịp thở.
Và hành khứu có ảnh hưởng sâu rộng và các đường chiếu tới nhiều phần của não.
Vì vậy có một tín hiệu phát sinh từ việc không khí nhịp nhàng đi vào rồi ra khỏi mũi, đi vào não và chứa trong đó một thành phần điều biến theo nhịp thở.
Một nguồn tiềm năng khác là dây thần kinh vagus.
Dây vagus là một dây thần kinh lớn chứa các sợi hướng tâm (afferents) từ tất cả nội tạng.
Afferents tức là các tín hiệu đi vào (hướng vào não).
Nó cũng mang các tín hiệu từ thân não đi ra, gọi là sợi ly tâm (efferents), nhưng nó nhận các tín hiệu chính từ phổi, từ ruột, và những tín hiệu này đi lên thân não.
Có các thụ thể rất mạnh trong phổi.
Chúng phản ứng với sự giãn ra và co lại của phổi.
Vì vậy nếu bạn ghi tín hiệu từ dây vagus, bạn sẽ thấy có một điều biến rất lớn theo nhịp thở do thay đổi cơ học ở phổi.
Bây giờ, lý do điều này đáng quan tâm là ở một số dạng trầm cảm kháng trị, kích thích điện dây thần kinh vagus có thể mang lại sự giảm nhẹ rất lớn.
Tại sao lại như vậy vẫn cần được xác định, nhưng rõ ràng là các tín hiệu trong dây vagus, ít nhất là các tín hiệu nhân tạo trong dây vagus, có thể có tác dụng tích cực trong việc giảm trầm cảm.
Vì vậy không phải chuyện vô lý khi nghĩ rằng trong hoàn cảnh bình thường, nhịp điệu đến từ dây vagus đang đóng vai trò trong xử lý thông tin bình thường.
Được, để tôi tiếp tục.
CO2 và mức oxy.
Trong hoàn cảnh bình thường, mức oxy của bạn khá ổn.
Và trừ khi bạn lên độ cao, chúng không thay đổi nhiều.
Nhưng mức CO2 có thể thay đổi khá nhiều ngay cả với một thay đổi tương đối nhỏ trong tổng thể nhịp thở của bạn.
Điều đó sẽ làm thay đổi mức pH của bạn.
Tôi có một đồng nghiệp, Alicia Marat, đang làm việc với bệnh nhân lo âu.
Và nhiều người trong số họ thở quá nhiều (hyperventilate).
Và do việc thở quá mức đó, nồng độ CO2 của họ thấp.
Cô ấy đã phát triển một phương pháp điều trị trị liệu trong đó cô huấn luyện những người này thở chậm lại, khôi phục nồng độ CO2 về bình thường, và cô ấy thấy họ giảm lo âu.
Vì vậy nồng độ CO2, vốn sẽ không ảnh hưởng tới chức năng não theo từng nhịp thở một cách tức thì—mặc dù nó dao động theo từng nhịp—nhưng như một nền liên tục, có thể thay đổi.
Và nếu nó thay đổi mãn tính, chúng ta biết rằng mức CO2 tăng cao có thể gây các cơn hoảng loạn.
Cơ thể bạn rất nhạy cảm; sự điều khiển hơi thở, như là bạn thở bao nhiêu lần mỗi phút, được quyết định cực kỳ nhạy cảm bởi mức CO2.
Vì vậy ngay cả một thay đổi nhỏ trong CO2 cũng sẽ có ảnh hưởng đáng kể lên thông khí của bạn.
Vậy đó là một yếu tố khác không chỉ thay đổi thông khí của bạn, mà còn ảnh hưởng tới trạng thái não.
Tôi muốn nghỉ nhanh và cảm ơn nhà tài trợ của chúng tôi, Eight Sleep.
Eight Sleep sản xuất áo trùm nệm thông minh có khả năng làm mát, sưởi ấm và theo dõi giấc ngủ.
Một trong những cách tốt nhất để đảm bảo bạn có một đêm ngủ ngon là đảm bảo nhiệt độ môi trường ngủ phù hợp.
Và đó là bởi vì để rơi vào giấc ngủ và duy trì giấc ngủ sâu, thân nhiệt của bạn thực sự cần giảm khoảng một đến ba độ.
Và để thức dậy cảm thấy tỉnh táo và tràn đầy năng lượng, thân nhiệt của bạn cần tăng khoảng một đến ba độ.
Eight Sleep tự động điều chỉnh nhiệt độ giường của bạn xuyên đêm theo nhu cầu cá nhân của bạn.
Tôi đã ngủ trên áo trùm nệm của Eight Sleep gần năm năm rồi, và nó hoàn toàn thay đổi và cải thiện chất lượng giấc ngủ của tôi.
Mẫu Eight Sleep mới nhất là Pod 5.
Đó là cái tôi đang dùng bây giờ, và tôi rất thích nó.
Nó có nhiều tính năng tuyệt vời.
Ví dụ, Pod 5 có tính năng gọi là Autopilot, một bộ máy AI học mẫu ngủ của bạn rồi điều chỉnh nhiệt độ môi trường ngủ theo các giai đoạn ngủ khác nhau.
Nó thậm chí nâng đầu giường nếu bạn ngáy, và thực hiện các điều chỉnh khác để tối ưu hóa giấc ngủ.
Nếu bạn muốn thử Eight Sleep, hãy vào eightsleep.com/Huberman để được giảm tới 700 đô la cho Pod 5 Ultra.
Đây là đợt giảm giá lớn nhất trong năm của Eight Sleep.
Khuyến mãi kéo dài từ bây giờ đến ngày 1 tháng 12 năm 2025.
Eight Sleep giao hàng tới nhiều quốc gia trên thế giới, bao gồm Mexico và UAE.
Một lần nữa, eightsleep.com/Huberman để tiết kiệm tới 700 đô la từ nay đến ngày 1 tháng 12 năm 2025.
Bây giờ, một điều khác có thể ảnh hưởng tới cách thực hành thở tác động lên trạng thái cảm xúc của bạn là chính tín hiệu phát lệnh, vì thực hành thở bao gồm việc điều khiển có ý muốn hơi thở.
Và do đó, có một tín hiệu bắt nguồn từ đâu đó trong vỏ não vận động của bạn.
Điều đó, dĩ nhiên, sẽ không chỉ quay trở về trước thời Butzinger, mà còn phát sinh những ảnh hưởng phụ lan tỏa tới những nơi khác. Những ảnh hưởng lan tỏa đó rõ ràng có thể tác động đến trạng thái cảm xúc của bạn.
Vậy chúng ta có khá nhiều nguồn có thể gây ảnh hưởng khác nhau, và không có nguồn nào là duy nhất. Còn những đặc điểm khác của não và cơ thể chúng ta — dù là chớp mắt hay chuyển động mắt, khả năng mã hóa âm thanh hay bất kỳ đặc điểm nào về cách chúng ta vận hành, di chuyển và nhận thức mà có sự phối hợp nào đó với hơi thở — là gì? Hầu như tất cả.
Ví dụ, ở phía hệ thần kinh tự chủ, chúng ta có hiện tượng nhịp tim dao động theo chu kỳ hô hấp (respiratory sinus arrhythmia). Tức là khi thở ra, tim chậm lại. Đồng tử của bạn dao động theo chu trình hô hấp. Phản ứng sợ hãi cũng vậy.
Hãy lấy ví dụ về trầm cảm. Bạn có thể hình dung trầm cảm như những hoạt động xoay vòng trong một mạch. Và vì chúng liên tục trong hệ thần kinh, khi tín hiệu cứ lặp lại, chúng có xu hướng mạnh lên. Chúng có thể mạnh đến mức bạn không thể phá vỡ chúng. Tất cả chúng ta đều trải qua trầm cảm ở một thời điểm nào đó. Nhưng nếu nó không liên tục, không kéo dài, thì chúng ta có thể phá vỡ nó.
Có những biện pháp cực đoan để phá vỡ nó. Chúng ta có thể dùng sốc điện (electroconvulsive shock). Chúng ta làm sốc toàn bộ não. Việc đó làm gián đoạn hoạt động toàn bộ não. Và khi mạch bắt đầu tái lập lại, nó đã trải qua sự gián đoạn. Chúng ta biết rằng não, khi tín hiệu bị gián đoạn một chút, các kết nối có thể yếu đi. Làm yếu các kết nối trong mạch liên quan đến trầm cảm có thể đem lại phần nào sự nhẹ nhõm. Sốc điện thực sự có hiệu quả trong việc giảm nhiều dạng trầm cảm. Kích thích sâu não khu trú (focal deep brain stimulation) cũng làm tương tự nhưng có tính định vị hơn, hay kích thích xuyên sọ. Bạn đang phá vỡ một mạng lưới, và trong khi nó tái lập, một số kết nối có thể bị suy yếu.
Nếu hơi thở đóng vai trò nào đó trong mạch này, và thay vì làm một cú sốc trong một giây, tôi thực hiện 30 phút gián đoạn bằng cách thở chậm hoặc các bài thực hành thở khác, thì những mạch đó bắt đầu suy yếu một chút và tôi nhận thấy được sự nhẹ nhõm. Và nếu tôi tiếp tục làm vậy trước khi mạch có thể tái xây dựng lại, tôi có thể dần dần làm hao mòn mạch đó. Tôi thường ví điều này — tôi nói với mọi người — giống như đi trên một con đường mòn bằng đất. Bạn tạo một rãnh, rãnh càng ngày càng sâu, bạn không thể thoát ra. Việc thở đang dần lấp đầy rãnh đó từng chút một tới mức bạn có thể trèo ra khỏi rãnh ấy. Đó là vì tín hiệu thở đang đóng một vai trò nào đó trong cách mạch hoạt động. Khi bạn làm gián đoạn nó, mạch bị xáo trộn một chút. Và như bạn biết, khi các mạch bị xáo trộn, hệ thần kinh cố gắng điều chỉnh theo cách này hay cách khác. Và hóa ra, ít nhất với hơi thở, vì lý do tiến hóa hoặc tình cờ, dường như nó cải thiện chức năng cảm xúc hoặc chức năng nhận thức của chúng ta. Và chúng ta rất may mắn khi điều đó xảy ra.
Vậy bạn làm gì với tất cả kiến thức này trong một thực hành thở? Tôi thấy mình thu được lợi ích rất lớn từ những khoảng thời gian tương đối ngắn, từ khoảng 5 đến có thể 20 phút, thực hành thở hộp (box breathing). Nó rất đơn giản để làm. Hiện tôi đang thử thêm hai kiểu nữa vì tôi tò mò và khám phá, bởi vì có thể chúng tác động qua cơ chế khác, và tôi muốn xem mình phản ứng có khác không. Tôi có bạn bè và đồng nghiệp theo những phong cách cụ thể như Wim Hof. Tôi nghĩ những gì ông ấy làm rất hay và thu hút người quan tâm. Tôi muốn thấy nhiều người hơn khám phá điều này. Ở mức độ nào đó, như bạn nói, 30 phút mỗi ngày và một số kiểu thở trong các phong cách như Wim Hof có thể hơi đáng sợ với người mới. Vì vậy tôi muốn có thứ gì đó rất đơn giản mà mọi người có thể thử. Tôi nói với bạn bè: thử thôi, 5 hoặc 10 phút. Xem bạn có thấy tốt hơn không. Làm trong vài ngày. Nếu không thích thì thôi. Nó chẳng tốn gì. Và thường họ thấy có ích.
Tôi thường sẽ tạm ngắt ngày làm việc để dành 5 hoặc 10 phút. Ví dụ nếu thấy mình sa sút, có khá nhiều dữ liệu cho thấy hiệu suất của bạn sau bữa trưa giảm. Vì vậy rất nhiều khi sau bữa trưa tôi dành 5–10 phút để thực hành thở. Gần đây, bài thực hành đó trông như thế nào? Chỉ là thở hộp trong 5 hoặc 10 phút: 5 giây hít vào, giữ 5 giây, thở ra 5 giây, giữ 5 giây. Và đôi khi tôi làm đôi lên — làm 10 giây — chỉ vì thấy chán, biết đâu lại thích. Tôi làm vậy vì tôi thấy muốn làm và nó rất, rất hữu ích.
Bạn biết đấy, bạn là một trong số ít đồng nghiệp thừa nhận công khai việc thử nghiệm bổ sung. Tôi là người ủng hộ bổ sung lâu năm. Tôi nghĩ có hiệu lực ở các hợp chất — cả theo đơn, không theo đơn, tự nhiên hay tổng hợp. Tôi không dùng chúng một cách tùy tiện, nhưng chắc chắn chúng có tác dụng. Và một trong những điểm bạn và tôi gặp nhau là sự quan tâm tới hệ thần kinh và bổ sung — đó là về magie. Tôi đã nói rất nhiều, trên podcast và nơi khác, về việc dùng magie cho giấc ngủ và cải thiện chuyển sang giấc ngủ, v.v. Nhưng bạn có một mối quan tâm hơi khác về magie liên quan tới chức năng nhận thức và độ bền vững của chức năng nhận thức. Bạn có thể chia sẻ chút về mối quan tâm đó, nó bắt nguồn từ đâu? Và vì đây là podcast Huberman Lab và chúng ta thường nói về bổ sung, bạn đã dùng thông tin đó như thế nào?
Được rồi. Tôi cần tiết lộ rằng tôi là cố vấn khoa học cho một công ty gọi là NeuroCenture, mà người điều hành là nghiên cứu sinh của tôi, Kuo-Sung Liu. Nói vậy để bạn biết, tôi có thể cung cấp một vài thông tin nền.
Kuo-Sung, mặc dù khi còn ở phòng thí nghiệm của tôi làm việc về hô hấp, lại có một mối quan tâm sâu sắc về học và trí nhớ.
Và khi anh rời phòng thí nghiệm của tôi, anh đi làm việc với một chuyên gia nổi tiếng về học và trí nhớ ở Stanford, Dick Chen.
Khi xong ở đó, anh được Susumo Tanegawa thuê về MIT.
Người này cũng biết vài điều về trí nhớ.
Tôi trêu đấy.
Susumo có giải Nobel cho công trình về kháng thể (immunoglobulins), nhưng đồng thời là một nhà nghiên cứu hàng đầu về trí nhớ.
Và còn nhiều cái nữa.
Ông ấy là đa năng.
Kuo-Sung là một người rất tò mò, rất thông minh, và anh quan tâm đến cách các tín hiệu giữa các nơ-ron được tăng cường, cái mà gọi là tăng cường dài hạn (long-term potentiation, LTP).
Và một trong những câu hỏi nảy sinh là, nếu tôi có các đầu vào đến một nơ-ron và tôi gây được LTP, liệu LTP đó có lớn hơn nếu tín hiệu mạnh hơn hay nếu tiếng ồn ít hơn?
Ta có thể tưởng tượng khi ta nghe cái gì đó, nếu nó to hơn thì ta nghe rõ hơn, hoặc nếu ít tiếng ồn hơn thì cũng nghe rõ hơn.
Và anh muốn điều tra chuyện này.
Vì vậy anh làm thí nghiệm trên mô nuôi cấy các nơ-ron hải mã (hippocampal neurons).
Và điều anh tìm thấy là nếu hạ thấp hoạt động nền ở tất cả các nơ-ron, thì LTP anh gây ra trở nên mạnh hơn.
Cách anh làm điều đó là tăng nồng độ magiê trong dung dịch nuôi cấy.
Anh thay đổi magiê, và phát hiện khi magiê được nâng cao thì có nhiều LTP hơn, nhiều LTP hơn.
Được rồi, đó là một quan sát trong nuôi cấy mô.
Và tôi nên nói rằng nhiều LTP về cơ bản chuyển thành nhiều tính dẻo thần kinh hơn, nhiều tái kết nối các mối liên hệ hơn, về cốt lõi.
Vì vậy anh đã thử cái này trên chuột (sau đó nói là rats — ở đây là chuột/ratt).
Về cơ bản, anh cho chúng — có chuột đối chứng ăn chế độ bình thường, và một nhóm được bổ sung magiê.
Những con được bổ sung magiê có chức năng nhận thức cao hơn, sống lâu hơn, mọi thứ bạn mong muốn ở một viên thuốc thần kỳ, những con chuột đó có được.
Vấn đề là bạn không thể tưởng tượng đưa điều này lên người, vì hầu hết muối magiê không tự động thấm từ ruột vào máu rồi vào não.
Chúng phải đi qua một thứ gọi là bộ vận chuyển (transporter).
Bộ vận chuyển là cái trong màng tế bào nắm lấy phân tử/ion magiê và kéo nó sang phía bên kia.
Nếu bạn tưởng tượng có magiê trong ruột, có những bộ vận chuyển kéo magiê vào máu.
Nếu bạn uống viên magiê thông thường mua ở hiệu thuốc, nó không dễ dàng xuyên ruột vào máu.
Và nếu bạn uống nhiều để đưa vào máu thì sẽ bị tiêu chảy.
Nên đó không phải là cách khả thi.
Ừ, là một cách tệ.
Xin lỗi, tôi không nhịn được.
Thế rồi anh làm việc với một nhà hóa học xuất sắc, Fay Mao.
Fay xem xét nhiều hợp chất magiê khác nhau, và ông phát hiện magiê threonate hiệu quả hơn nhiều trong việc vượt qua hàng rào ruột-máu.
Lúc đó họ chưa nhận ra, nhưng threonate là một chất chuyển hóa của vitamin C, và trong cơ thể ta có rất nhiều threonate.
Vậy magiê threonate có vẻ an toàn, và bây giờ họ tin rằng một phần vai trò của threonate là nó thúc đẩy mạnh bộ vận chuyển để đưa magiê vào.
Và nhớ là bạn cần bộ vận chuyển vào ruột, vào máu, vào não và vào trong tế bào.
Họ làm một nghiên cứu trên người.
Họ thuê một công ty làm thử nghiệm.
Đó là kiểu làm thuê ngoại, một trong những công ty mà các hãng dược lớn thuê để làm thử nghiệm cho họ.
Và họ tuyển bệnh nhân được chẩn đoán suy giảm nhận thức nhẹ.
Đó là những người có rối loạn nhận thức không phù hợp với tuổi.
Chỉ số họ dùng để xác định mức độ lệch là hệ số G của Spearman, một thước đo tổng quát về trí thông minh mà hầu hết các nhà tâm lý học chấp nhận.
Tuổi sinh học của đối tượng, tôi nghĩ, là 51, còn tuổi nhận thức là 61, dựa trên bài kiểm tra hệ số G của Spearman.
Ồ, tôi nên nói thêm, hệ số G của Spearman bắt đầu ở một mức nhất định trong dân số ở tuổi 20 và giảm khoảng 1% mỗi năm.
Vì vậy, xin lỗi phải nói, chúng ta không còn là 20 tuổi nữa.
Nhưng khi có một con số từ đó, bạn có thể đặt lên đồ thị và thấy liệu nó có phù hợp với tuổi bạn hay không.
Những người này theo chỉ số đó có vẻ già hơn khoảng 10 năm.
Tóm lại, sau ba tháng — đây là một nghiên cứu mù đôi, có đối chứng giả dược — những người trong nhánh giả dược cải thiện tương đương hai năm, cái này thường thấy do hiệu ứng giả dược.
Những người nhận hợp chất cải thiện trung bình 8 năm.
Và một số người cải thiện hơn 8 năm.
Họ không làm thêm chẩn đoán để xác định nguyên nhân cụ thể gây suy giảm.
Nhưng kết quả khá ấn tượng.
Nó làm nhận thức của họ tiến gần hơn tới tuổi sinh học.
Bạn còn nhớ liều của “magnesium-3” là bao nhiêu không?
Nó có trong bài báo, và về cơ bản là liều trong hợp chất mà bây giờ được bán thương mại.
Hợp chất được bán thương mại này được một nhà bán buôn dược phẩm bổ sung (nutraceutical wholesaler) phân phối cho các nhà bán lẻ, và họ làm bất kỳ công thức nào họ muốn.
Nhưng đó là một liều, theo tôi hiểu, hiếm khi dễ chịu/tolerable.
Tôi uống nửa liều.
Lý do tôi uống nửa liều là tôi đã đo magiê huyết và nó ở mức thấp-bình thường so với tuổi của tôi.
Tôi uống nửa liều, nó lên mức cao-bình thường.
Và tôi thấy thoải mái khi ở trong khoảng bình thường.
Nhưng nhiều người uống liều đầy đủ.
Ở tuổi tôi, tôi không tìm cách trở nên thông minh hơn. Tôi muốn chậm suy giảm hơn.
Và thật khó, bạn biết đấy, tôi khó có thể nói chắc với bạn liệu nó có hiệu quả hay không.
Khi tôi khuyên bạn bè thử — những học giả vốn có bản chất hoài nghi, nếu không muốn nói là hay nghi kỵ — và tôi thúc giục họ thử, thường họ không báo cáo thay đổi lớn về chức năng nhận thức, mặc dù đôi khi họ có nói, ờ, tôi cảm thấy tỉnh táo hơn một chút và các động tác thể chất của tôi tốt hơn.
Nhưng nhiều người trong số họ nói họ ngủ tốt hơn. Và điều đó có lý.
Tôi nghĩ có bằng chứng tốt cho thấy 3 và 8 có thể làm tăng tốc quá trình chuyển sang giấc ngủ và có thể cả giúp tiếp cận các giai đoạn ngủ sâu hơn.
Nhưng điều đó rất thú vị vì cho tới khi bạn và tôi thảo luận về 3 và 8, tôi không biết đến những hiệu ứng tăng cường nhận thức.
Nhưng câu chuyện này hợp lý về mặt cơ chế, và nó dẫn tới một nhận xét lớn hơn và quan trọng hơn, đó là tôi rất trân trọng việc bạn chú ý tới cơ chế.
Tôi đoán điều này bắt nguồn từ quá trình đào tạo ban đầu của bạn là nhà vật lý và khát khao có được số liệu, phân tích mọi thứ ở mức độ rất chi tiết.
Hôm nay chúng ta đã bàn rất nhiều. Tôi biết còn nhiều điều chúng ta có thể tiếp tục. Tôi sẽ nhất định yêu cầu có phần 2 vào một dịp nào đó, nhưng tôi thực sự muốn thay mặt rất nhiều người gửi lời cảm ơn tới bạn, không chỉ vì thời gian, năng lượng và sự chú ý tới chi tiết, độ chính xác và tính rõ ràng của bạn về chủ đề hôm nay,
mà còn vì điều tôi đáng lẽ nên nói từ đầu: bạn thực sự là một người tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu hô hấp và các cơ chế nền tảng của hô hấp bằng các công cụ hiện đại trong suốt nhiều thập kỷ.
Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn chân thành. Điều đó có ý nghĩa lớn với tôi, và tôi biết với khán giả của podcast này rằng một người có chiều sâu và tính nghiêm ngặt như bạn trong lĩnh vực này vừa là nhà khoa học vừa là người thực hành, và bạn đã chia sẻ điều đó với chúng tôi. Vậy nên, cảm ơn bạn.
Tôi trân trọng cơ hội này và sẽ rất vui được trở lại bất cứ lúc nào. Tuyệt vời. Chúng ta chắc chắn sẽ làm điều đó. Cảm ơn lần nữa, Jack. Tạm biệt.
Tôi là Andrew Huberman, và tôi là giáo sư ngành sinh học thần kinh và nhãn khoa tại Trường Y Stanford.
Và bây giờ là cuộc trò chuyện của tôi với Tiến sĩ Jack Feldman.
Cảm ơn vì đã tham gia cùng tôi hôm nay.
Rất vui được có mặt ở đây, Andrew.
Anh là nguồn tham khảo hàng đầu của tôi về mọi thứ liên quan đến hô hấp và cách não bộ tương tác với việc thở.
Anh là người tôi gọi đến.
Tại sao chúng ta không bắt đầu bằng việc nói về những gì liên quan đến việc tạo ra hơi thở?
Về phía cơ học, điều này ai cũng thấy rõ, chúng ta cần không khí chảy vào khi hít vào, và cần không khí chảy ra khi thở ra. Lý do là vì cho quá trình trao đổi chất của cơ thể, chúng ta cần oxy. Khi oxy được sử dụng qua quá trình chuyển hóa hiếu khí, chúng ta tạo ra carbon dioxide. Vì vậy chúng ta phải thải bỏ carbon dioxide mà mình tạo ra, đặc biệt là vì carbon dioxide ảnh hưởng đến cân bằng axit-bazơ của máu, tức pH. Tất cả các tế bào sống rất nhạy cảm với giá trị pH. Do đó cơ thể rất quan tâm tới việc điều hòa pH đó.
Vậy chúng ta tạo ra luồng không khí này bằng cách nào?
Chúng ta phải làm giãn phổi. Khi phổi giãn ra, cơ bản giống như quả bóng mà bạn kéo căng ra; áp suất bên trong quả bóng giảm và không khí sẽ chảy vào. Điều đó làm giảm áp suất trong các túi khí gọi là phế nang, và không khí sẽ chảy vào vì áp suất bên ngoài cơ thể cao hơn áp suất bên trong khi bạn thực hiện việc giãn này, khi bạn hít vào.
Cái gì tạo ra điều đó?
Cơ chính là cơ hoành, nằm bên trong cơ thể ngay dưới phổi. Khi bạn muốn hít vào, bạn co cơ hoành, và nó kéo xuống. Khi nó kéo xuống, nó tạo ra lực ép làm phổi giãn ra. Đồng thời, lồng ngực sẽ xoay lên và ra ngoài, do đó mở rộng khoang ngực.
Ở cuối thì hít vào, trong điều kiện bình thường khi bạn nghỉ ngơi, bạn chỉ cần thư giãn, giống như kéo căng một lò xo. Bạn kéo lò xo xuống rồi buông ra, và nó trở về như cũ.
Hoạt động đó xuất phát từ đâu?
Vùng nằm trong thân não — một lần nữa là khu vực phía trên tủy sống, rất quan trọng trong việc tạo nhịp này — được gọi là vùng pre-Butzinger. Vùng nhỏ này, ở người chứa vài nghìn neuron, nằm ở hai bên và hoạt động phối hợp với nhau. Mỗi hơi thở bắt đầu khi các neuron ở vùng này bắt đầu hoạt động. Những neuron đó sau đó kết nối tới các neuron vận động đến cơ hoành và các cơ liên sườn ngoài, khiến chúng hoạt động và tạo nên nỗ lực hít vào.
Khi các neuron ở vùng pre-Butzinger kết thúc đợt hoạt động của chúng thì quá trình hít vào dừng lại, và bạn bắt đầu thở ra vì sự co hồi thụ động của phổi và lồng ngực.
Có điều gì được biết về việc kích hoạt cơ hoành và các cơ liên sườn liên quan đến thở bằng mũi so với thở bằng miệng không?
Tôi không nghĩ chúng ta đã có câu trả lời đầy đủ cho điều đó. Rõ ràng có sự khác biệt giữa thở bằng mũi và thở bằng miệng. Khi nghỉ ngơi, khuynh hướng là thở bằng mũi vì lưu lượng không khí cần thiết cho việc thở bình thường có thể dễ dàng được xử lý khi đi qua các khoang mũi. Tuy nhiên, khi nhu cầu thông khí của bạn tăng lên, như khi tập thể dục, bạn cần di chuyển nhiều không khí hơn, và bạn làm điều đó qua miệng vì đường thở lúc đó lớn hơn nhiều, do đó bạn có thể di chuyển được nhiều không khí hơn. Nhưng ở mức độ các cơ liên sườn và cơ hoành, việc co của chúng hầu như không phụ thuộc vào việc mũi hay miệng có đang mở hay không.
Tôi rất háo hức chia sẻ rằng Matina, đồ uống yerba mate mà tôi đã góp phần tạo ra, hiện đã có mặt tại các cửa hàng Whole Foods trên toàn quốc. Những người nghe lâu năm của podcast này biết rằng yerba mate là nguồn cà phêin tôi ưa thích. Nó mang lại năng lượng mượt mà mà không gây run rẩy, và nó còn có nhiều lợi ích tiềm năng khác, bao gồm giúp điều hòa đường huyết, cải thiện tiêu hóa, ức chế cơn đói nhẹ, và nhiều hơn nữa. Matina là thương hiệu yerba mate tôi yêu thích nhất trong tất cả các thương hiệu mà tôi đã thử. Vì yêu thích Matina, tôi quyết định trở thành một cổ đông trong công ty và đã giúp họ tạo ra dòng sản phẩm mới, tất cả hoàn toàn không đường. Những hương vị cold brew Matina không đường này thật tuyệt vời. Tôi uống ít nhất ba lon mỗi ngày. Bạn sẽ thường thấy chúng trên bàn trong các buổi thu podcast của tôi. Tôi hoàn toàn yêu thích sản phẩm này, và tự hào giờ đây nó được bán tại Whole Foods. Hãy tìm Matina tại các cửa hàng Whole Foods trên toàn quốc. Sản phẩm được cold-brew với nguyên liệu tốt nhất, hoàn toàn không đường, và có vị tuyệt vời. Nếu bạn không có cửa hàng Whole Foods gần mình, bạn cũng có thể mua trực tuyến tại drinkmatina.com.
Có thể anh dẫn chúng tôi qua các trung tâm não mà anh và những người khác đã khám phá, kiểm soát việc thở, vùng pre-Butzinger cũng như các cấu trúc liên quan?
Khi chúng tôi phát hiện ra vùng pre-Butzinger, chúng tôi nghĩ rằng đó là nguồn chính của mọi chuyển động nhịp nhàng hô hấp, cả hít vào và thở ra. Rồi trong một loạt thí nghiệm, chúng tôi phát hiện ra có một bộ tạo dao động thứ hai, và bộ dao động đó tham gia vào việc tạo ra cái chúng tôi gọi là thở ra chủ động. Đó là kiểu thở ra chủ động — như khi tôi phát ra tiếng “shh”. Hoặc khi bạn bắt đầu tập thể dục, bạn phải thở mạnh, “ha, ha, ha, ha”, thực sự đẩy không khí ra. Nhóm tế bào này, vốn im lặng khi nghỉ ngơi, bỗng trở nên hoạt động để điều khiển các cơ đó. Và có vẻ như nó là một bộ dao động độc lập nằm trong một vùng xung quanh nhân mặt. Khi vùng này lần đầu được xác định, chúng tôi nghĩ nó tham gia vào việc cảm nhận carbon dioxide. Nó là cái mà chúng tôi gọi là thụ thể hóa học trung ương.
Tức là, chúng ta muốn giữ mức cacbon đioxit, đặc biệt là trong não, ở một mức tương đối ổn định vì não cực kỳ nhạy cảm với thay đổi pH. Nếu có một thay đổi lớn về cacbon đioxit, sẽ có một thay đổi lớn về pH não, và điều đó sẽ làm rối loạn hoạt động não của bạn, nếu tôi dùng thuật ngữ chuyên môn, làm cho não bị mất thăng bằng. Vì vậy cần phải điều chỉnh điều đó. Cách để điều chỉnh một cái gì đó trong não là phải có một bộ cảm biến trong não. Người ta đã xác định được rằng bề mặt bụng của thân não, tức phần thân não ở phía này, là quan trọng cho việc đó. Rồi chúng tôi xác định được một cấu trúc gần nhân trapezoid. Nó không được đặt tên trong bất kỳ atlas giải phẫu thần kinh nào. Vì vậy chúng tôi đã chọn tên một cách ngẫu nhiên và gọi nó là nhân retrotrapezoid.
Nếu bạn nhìn lại về mặt tiến hóa, nhiều điều khó hiểu sẽ bắt đầu có lý khi xem xét sự tiến hóa của hệ thần kinh. Khi điều khiển cơ mặt phát triển trở lại các sinh vật nguyên thủy hơn vì chúng phải đưa thức ăn vào miệng để ăn, nên chúng ta gọi đó là khuôn mặt đã phát triển. Mắt đã có. Miệng đã có. Các nhân chứa tế bào vận động, nhiều hệ thống điều khiển liên quan đến chúng phát triển ở vùng lân cận ngay bên cạnh. Vì vậy, nếu nghĩ về khuôn mặt, có rất nhiều tiểu nhân xung quanh đó đã đảm nhiệm vai trò khác nhau vào những thời điểm khác nhau trong tiến hóa. Và vào một thời điểm trong tiến hóa, cơ mặt có lẽ rất quan trọng trong việc di chuyển chất lỏng vào ra miệng và di chuyển không khí vào ra miệng. Do đó một phần trong số nhiều tiểu nhân này giờ đây ở thú có vú dường như tham gia kiểm soát các cơ thở ra.
Nhưng chúng ta phải nhớ rằng thú có vú rất đặc biệt khi nói đến hô hấp vì chúng ta là lớp động vật có xương sống duy nhất có cơ hoành. Nếu bạn nhìn các lưỡng cư và bò sát, họ không có cơ hoành. Và cách họ thở không phải là hít vào chủ động và thở ra thụ động. Họ thở bằng thở ra chủ động và hít vào thụ động vì họ không có một cơ hít vào mạnh. Và ở một thời điểm nào đó, cơ hoành đã phát triển. Điều đáng kinh ngạc về cơ hoành là nó cực kỳ hiệu quả về mặt cơ học. Nếu bạn nhìn cách oxy đi từ bên ngoài cơ thể vào máu, chỗ quan trọng là qua màng trong phổi. Phế nang là phần của phổi, và máu chảy qua các mao mạch, là những ống nhỏ nhất trong hệ tuần hoàn. Ở điểm đó, oxy có thể đi từ phế nang chứa đầy không khí vào trong máu. Yếu tố then chốt là diện tích bề mặt. Diện tích bề mặt càng lớn, càng có nhiều oxy có thể truyền qua. Đó hoàn toàn là một quá trình thụ động. Không có phép màu nào làm cho oxy đi vào.
Vậy làm thế nào để bạn có được một diện tích bề mặt lớn trong một lồng ngực nhỏ? Bạn bắt đầu với một ống duy nhất, đó là khí quản. Khí quản mở rộng, giờ bạn có hai ống. Rồi bốn ống, và nó tiếp tục phân nhánh. Ở một điểm nào đó, ở cuối những nhánh đó, bạn đặt một quả cầu nhỏ, đó là một phế nang. Và điều đó quyết định diện tích bề mặt sẽ là bao nhiêu. Bây giờ, bạn có một vấn đề cơ học. Bạn có diện tích bề mặt này, bạn phải có khả năng kéo giãn nó. Hãy tưởng tượng bạn có một mảnh màng đàn hồi nhỏ hình vuông. Không cần nhiều lực để kéo giãn nó. Nhưng nếu bạn tăng nó lên 50 lần, bạn cần nhiều lực hơn để kéo giãn. Những loài lưỡng cư thở không phải bằng cách nén phổi rồi chỉ thụ động giãn ra, nên họ không thể tạo ra nhiều lực. Vì vậy họ có tương đối ít nhánh. Nếu bạn nhìn vào diện tích bề mặt mà họ đóng gói trong phổi so với kích thước cơ thể, nó không ấn tượng lắm. Trong khi khi đến thú có vú, lượng sự phân nhánh mà bạn có—bạn có bốn đến năm trăm triệu phế nang. Vì vậy bạn có một màng bên trong cơ thể, khoảng 70 mét vuông (khoảng một phần ba diện tích sân quần vợt), mà bạn thực sự phải giãn ra mỗi hơi thở. Và bạn làm điều đó mà hầu như không phải exert nhiều lực, bạn cũng không cảm thấy mệt. Đó là vì bạn có cơ hoành tuyệt vời này, nhờ vị trí của nó, chỉ bằng cách hạ xuống khoảng hai phần ba inch, nó có thể giãn màng đó đủ để kéo không khí vào phổi.
Ở trạng thái nghỉ, thể tích không khí trong phổi của bạn khoảng hai rưỡi lít. Khi bạn hít một hơi, bạn lấy thêm khoảng 500 milliliters, hay nửa lít. Kích thước đó có lẽ gần bằng một nắm tay của tôi. Vậy là bạn tăng thể tích khoảng 20 phần trăm. Nhưng bạn làm điều đó bằng cách kéo lên trên một màng khoảng 70 mét vuông ấy. Nhưng thế là đủ để đưa đủ không khí tươi vào phổi để trộn với không khí đã có ở đó, làm cho mức oxy trong máu của bạn tăng từ áp suất riêng phần oxy khoảng 40 mmHg lên 100 mmHg. Vì vậy chúng ta có lợi thế cơ học đáng kinh ngạc nhờ có cơ hoành.
Bạn có nghĩ rằng não chúng ta lớn hơn so với các thú có vú khác một phần vì lượng oxy mà chúng ta đã có thể đưa vào hệ thống không? Tôi sẽ nói một bước then chốt trong khả năng phát triển một não lớn có nhu cầu liên tục về oxy là cơ hoành. Nếu không có cơ hoành, bạn vẫn là một loài lưỡng cư.
Qua nhiều năm, dù là trong lớp yoga, một khóa luyện thở hay nghe trên mạng rằng chúng ta nên thở bằng cơ hoành—thay vì nâng lồng ngực khi thở thì nên để bụng nở ra khi hít vào vì như vậy “khỏe hơn” hay “tốt hơn” theo cách nào đó—tôi không biết nghiên cứu cụ thể nào thực sự đã kiểm tra lợi ích sức khỏe trực tiếp của thở bằng cơ hoành so với thở không dùng cơ hoành. Nhưng nếu bạn không ngại bình luận về bất cứ điều gì bạn biết liên quan tới thở bằng cơ hoành so với thở không dùng cơ hoành, thì tôi nghĩ điều đó sẽ thú vị với nhiều người.
Trong bối cảnh những thứ như các bài tập thở, tôi hơi trung lập về tác dụng của một vài kiểu thở khác nhau. Rõ ràng là một số kiểu sẽ hoạt động qua các cơ chế khác nhau, và chúng ta có thể nói về điều đó. Nhưng ở một mức độ nào đó, ví dụ như việc chủ yếu dùng cơ hoành để di chuyển vùng bụng hay không, tôi không có ý kiến cố định. Tôi nghĩ rằng những thay đổi mà việc thở gây ra trên cảm xúc và nhận thức — tôi có những ý tưởng khác nhau về ảnh hưởng của chúng. Và tôi không nhìn nhận điều đó chủ yếu theo việc bạn đang chọn cơ bắp cụ thể nào, nhưng có thể đó chỉ là định kiến của riêng tôi.
Bạn có thể kể về “thở dài sinh lý” được không, những gì đã biết về chúng, bạn quan tâm đến chúng ra sao, và chúng có tác dụng gì? Hoá ra chúng ta thở dài khoảng mỗi năm phút. Tôi khuyến khích bất cứ ai cảm thấy điều đó khó tin hãy nằm xuống trong một căn phòng yên tĩnh và thở bình thường. Thư giãn. Buông lỏng. Chỉ chú ý đến nhịp thở. Bạn sẽ thấy rằng mỗi vài phút bạn hít một hơi thật sâu, và bạn không thể ngăn nó lại — nó chỉ xảy ra như vậy.
Tại sao vậy? Chúng ta phải trở lại với phổi. Phổi có khoảng 500 triệu phế nang, và chúng rất nhỏ — khoảng 200 micromet bề ngang. Bạn có thể nghĩ chúng như những túi chứa dịch — bề mặt có một lớp dịch. Lý do chúng có lớp dịch đó liên quan đến những điều tinh vi về cơ học: lớp dịch này (gọi là chất hoạt diện, surfactant) giúp căng giãn chúng dễ hơn. Các phế nang có xu hướng xẹp lại. Có 500 triệu phế nang; chúng không xẹp nhanh, nhưng tỷ lệ xẹp đó là chậm nhưng không phải là không đáng kể. Khi một phế nang xẹp, nó không còn nhận oxy hay loại bỏ carbon dioxide nữa — nó như bị loại ra khỏi phương trình. Nếu bạn có 500 triệu phế nang và mất 10 cái thì không sao. Nhưng nếu chúng tiếp tục xẹp dần, bạn có thể mất một phần diện tích bề mặt đáng kể của phổi.
Một hơi thở bình thường không đủ để làm chúng bung ra. Nhưng nếu bạn hít sâu qua mũi hay miệng — không quan trọng — tức là tăng thể tích phổi vì bạn kéo căng phổi, thì khoảng mỗi năm phút các phế nang sẽ bật mở. Vì vậy chúng ta thực hiện động tác đó mỗi năm phút để duy trì sức khoẻ phổi. Những ngày đầu của việc thông khí cơ học — dùng để điều trị bệnh nhân bại liệt bị yếu cơ hô hấp — họ sẽ đặt người bệnh vào những ống thép lớn. Cách hoạt động là áp suất bên ngoài cơ thể giảm, gây một áp lực giãn lên lồng ngực; lồng ngực mở ra rồi phổi mở ra, rồi áp suất trở lại bình thường và phổi cùng lồng ngực trở lại trạng thái bình thường. Nhưng tỷ lệ tử vong khá cao, đó là một điều bí ẩn. Một giải pháp là cho những hơi thở lớn hơn; khi làm vậy, tỷ lệ tử vong giảm. Và mãi tới những năm 1950 người ta mới nhận ra rằng không cần phải tăng kích cỡ mọi hơi thở — họ chỉ cần thỉnh thoảng cho một hơi thở lớn. Vậy là bạn có vài phút thở bình thường rồi một hơi thở lớn, giống như mô phỏng kích thước sinh lý. Khi đó tỷ lệ tử vong giảm đáng kể.
Nếu bạn thấy một người đang thở máy trong bệnh viện và quan sát, mỗi vài phút khi bạn thấy lồng ngực dịch chuyển lên xuống, sẽ có một hơi thở siêu lớn làm các phế nang bật mở. Vậy nên có những cơ chế cho kích thước thở mang tính sinh lý này. Cũng giống như khi phổi xẹp cần một áp lực lớn để mở lại, phế nang cũng cần áp lực lớn — một hơi thở bình thường không đủ, nên phải hít thật sâu. Và tự nhiên đã sắp đặt sao cho chúng ta không phải nhớ để làm điều đó — nó xảy ra tự động, khoảng mỗi năm phút.
Chúng ta đã biết từ lâu rằng có những thứ có thể làm cải thiện giấc ngủ. Bao gồm những chất có thể dùng như magnesium threonate (magie threonate), theanine, chiết xuất hoa cúc (chamomile), và glycine. Cùng với những thứ ít được biết hơn như nhụy hoa nghệ tây (saffron) và rễ cây nữ lang (valerian). Đây đều là các thành phần được hỗ trợ bởi nghiên cứu lâm sàng, có thể giúp bạn dễ ngủ hơn, ngủ duy trì hơn và tỉnh dậy cảm thấy khoẻ khoắn hơn.
Tôi rất vui được chia sẻ rằng nhà tài trợ lâu dài của chúng tôi, AG1, vừa tạo ra một sản phẩm mới gọi là AGZ — một loại thức uống dùng hàng đêm được thiết kế để giúp bạn ngủ ngon hơn và thức dậy cảm thấy rất sảng khoái. Trong vài năm qua, tôi đã làm việc với đội ngũ tại AG1 để giúp tạo ra công thức AGZ này. Nó có những hợp chất hỗ trợ giấc ngủ tốt nhất với tỷ lệ chính xác trong một hỗn hợp dễ uống. Điều này loại bỏ mọi phức tạp khi bạn phải lùng sục vô số thực phẩm bổ sung liên quan đến giấc ngủ để tìm liều lượng và tổ hợp phù hợp cho bạn. Theo tôi biết, AGZ là thực phẩm bổ sung hỗ trợ giấc ngủ toàn diện nhất trên thị trường. Tôi uống nó 30–60 phút trước khi ngủ. Nhân tiện, nó rất ngon. Và nó làm tăng đáng kể cả chất lượng lẫn độ sâu giấc ngủ của tôi — tôi biết điều đó cả từ cảm nhận chủ quan và từ việc theo dõi giấc ngủ. Tôi rất mong mọi người thử công thức AGZ mới này và tận hưởng lợi ích của giấc ngủ tốt hơn. AGZ có các hương vị chocolate, chocolate bạc hà và hỗn hợp quả mọng. Như tôi đã nói, tất cả đều rất ngon. Yêu thích nhất của tôi có lẽ là chocolate bạc hà, nhưng tôi thực sự thích cả ba. Nếu bạn muốn thử AGZ, hãy truy cập drinkAGZ.com/Huberman để nhận ưu đãi đặc biệt. Một lần nữa, đó là drinkAGZ.com/Huberman.
Chúng ta thường nghe rằng nhiều người dùng quá liều các loại thuốc khác nhau vì họ ngừng thở.
Vậy nên barbiturat — rượu kết hợp với barbiturat — là một nguyên nhân phổ biến gây tử vong ở những người dùng ma túy, do tương tác thuốc, chống chỉ định và những vấn đề kiểu đó. Người ta luôn nghe về các ngôi sao chết vì họ đã kết hợp rượu với barbiturat.
Có bằng chứng nào cho thấy những hơi thở dài (sigh) xuất hiện khi ngủ hoặc trong trạng thái thư giãn sâu, an thần có phục hồi cho não không? Bởi bạn có thể tưởng tượng nếu những hơi thở dài này không xảy ra do một loại thuốc nào đó ảnh hưởng các trung tâm não, thì đó có thể là một trong những nguyên nhân dẫn tới nghẹt thở và tử vong.
Nếu nhìn vào diễn tiến của bất kỳ động vật có vú nào dẫn tới cái chết do, nói là, nguyên nhân tự nhiên, nhịp thở của chúng chậm lại, rồi dừng, và sau đó chúng sẽ thở gấp/hổn hển. Vì vậy ta có cụm từ “dying gasp” — những hơi thở hấp hối, những hơi thở cực lớn. Người ta thường mô tả đó là một cố gắng tự hồi sức: bạn hít thật sâu một lần và có thể nó sẽ khởi động lại “động cơ” một lần nữa. Chúng ta không biết mức độ mà những lần thở gấp như vậy thực ra chỉ là những hơi thở dài đặc biệt lớn hay không. Và nếu bạn ức chế khả năng thở gấp ở một người bị quá liều, thì trong khi họ có thể đã có khả năng tự phục hồi nhịp thở, nếu điều đó bị ngăn chặn họ sẽ không hồi tỉnh. Vì vậy đó chắc chắn là một khả năng.
Tôi rất muốn nghe ý kiến của bạn về cách hô hấp tương tác với các yếu tố khác trong não. Như ta biết, khi căng thẳng, nhịp thở thay đổi; khi vui và thư giãn, nhịp thở cũng thay đổi. Nhưng đồng thời, nếu ta thay đổi nhịp thở, theo một nghĩa nào đó ta có thể điều chỉnh trạng thái nội tại. Mối quan hệ giữa trạng thái não và hô hấp là gì?
Đây là một chủ đề đã thực sự thu hút tôi trong thập kỷ vừa qua. Trước đó, tôi sống trong “vùng chuyên môn” của mình, chỉ quan tâm tới cách nhịp thở được sinh ra và không chú ý nhiều tới những vấn đề khác. Vì lý do nào đó tôi bắt đầu quan tâm. Tôi nghĩ, có lẽ tôi có thể nghiên cứu điều này trên loài gặm nhấm. Vì vậy chúng tôi nảy ra ý tưởng sẽ “dạy” chuột thiền. Nghe thì buồn cười, nhưng chúng tôi tự nhủ nếu làm được thì sẽ nghiên cứu được cách thức điều đó xảy ra.
Tôi đã xin được một khoản tài trợ khởi đầu, một R21 từ NCCIH — Viện Quốc gia về Y học Bổ sung và Tích hợp. Một viện tuyệt vời, tôi nên nói vậy. Chính phủ chúng ta bỏ ra nguồn thuế lớn để tài trợ cho các nghiên cứu về thiền, luyện thở, thực phẩm bổ sung, thảo dược, châm cứu. Tôi nghĩ điều này không được biết đến rộng rãi, và đó là một việc làm tuyệt vời mà chính phủ thực hiện, đáng được ghi nhận.
Tôi hoàn toàn đồng ý với bạn. Đây là kiểu thứ mà nhiều người trong chúng ta, kể cả nhiều nhà khoa học, cho là quá mê tín, thiếu cơ sở. Nhưng chúng ta đang dần học được nhiều hơn. Trước đây người ta từng cười chế nhạo thần kinh-miễn dịch học. Có nhiều điều chúng ta học được mà trước đây từng bác bỏ, và tôi nghĩ ở đây có những phát hiện giá trị.
Gần đây chúng tôi có một đột phá lớn. Chúng tôi tìm được một giao thức khiến chuột tỉnh thở chậm lại. Nói cách khác, bất kể nhịp thở bình thường của chúng thế nào, chúng tôi có thể làm chậm nó đi gấp 10 lần. Và chúng vẫn ổn khi làm vậy. Chúng tôi cho chúng thực hành 30 phút mỗi ngày trong bốn tuần, tương tự như một bài luyện thở. Chúng tôi cũng có nhóm đối chứng, làm mọi thứ giống y hệt, chỉ khác là thao tác của chúng tôi không làm chậm nhịp thở của chúng.
Sau đó chúng tôi đưa chúng vào một bài điều kiện hóa sợ hãi tiêu chuẩn, làm cùng đồng nghiệp của tôi, Michael Fanzolo, một trong những chuyên gia hàng đầu về nỗi sợ. Chúng tôi đo bằng một thử nghiệm chuẩn đặt chuột vào trạng thái lo ngại rằng chúng sẽ bị điện giật, phản ứng của chúng là đứng im. Thước đo mức độ sợ là thời gian chúng đứng im. Nếu chuột đối chứng có thời gian đứng im giống như chuột bình thường, thì những con trải qua giao thức của chúng tôi đứng im ít hơn rất nhiều. Mức độ giảm thời gian đứng im lớn tới mức tương đương như thể có một can thiệp lớn vào hạch hạnh nhân (amygdala), một phần của não quan trọng trong xử lý nỗi sợ.
Tôi xin ngắt lời một chút vì tôi nghĩ bạn đang nói về nghiên cứu trên chuột, và lợi ích của các nghiên cứu trên chuột là có thể đi sâu vào cơ chế. Với những người có thể nghĩ “chúng ta đã biết thiền có lợi rồi, sao còn cần nghiên cứu cơ chế?”, tôi nghĩ có hai điều quan trọng cần nhớ. Thứ nhất, dù nhiều người có thể nghĩ rằng nhiều người đang thiền hay luyện thở, thực tế có một số lượng lớn hơn rất nhiều người không làm việc đó. Phần lớn mọi người không dành thời gian cho việc luyện thở hay thiền định có hệ thống. Vậy bất kỳ điều gì có thể khuyến khích người ta làm sẽ rất tuyệt.
Thứ hai, chưa bao giờ rõ ràng với tôi là cần bao nhiêu thời lượng thiền để có hiệu quả thực sự, nghĩa là hiệu quả thực dụng. Người ta nói 30 phút/ngày, 20 phút/ngày, một lần/tuần, hai lần/tuần — tương tự với luyện thở. Tìm ngưỡng tối thiểu hoặc ngưỡng hiệu quả để thay đổi mạng lưới thần kinh là thứ tôi nghĩ là “chén thánh” của tất cả những thực hành này. Và điều đó chỉ có thể được xác định bởi những nghiên cứu đi sâu vào cơ chế như bạn mô tả.
Một vấn đề với nhiều người là có hiệu ứng giả dược. Ở người, họ có thể phản ứng với một thứ dù cơ chế vốn không liên quan tới can thiệp đó. Vì vậy dễ dàng để nói rằng phản ứng khi thiền có một phần lớn là hiệu ứng giả dược. Chuột của tôi không tin vào hiệu ứng giả dược. Nếu chúng tôi có thể chứng minh có một hiệu ứng thật sự ở chuột, điều đó sẽ thuyết phục theo cách mà dù bạn làm bao nhiêu thí nghiệm trên người đi nữa, việc kiểm soát hiệu ứng giả dược ở người là cực kỳ khó. Ở chuột thì đó không phải vấn đề. Vì vậy chính điều đó tự thân đã là một thông điệp lớn để truyền đi.
Tuyệt vời — và thực sự là một luận điểm hay hơn.
Một buổi thiền 30 phút mỗi ngày trên những con chuột này, nếu tôi hiểu đúng, việc thiền — chúng ta không biết chúng đang nghĩ gì.
Đó là thực hành thở.
Đúng vậy.
Vậy là thực hành thở.
Bởi vì có lẽ chúng không nghĩ về “trung tâm con mắt thứ ba”, tư thế hoa sen, bay lơ lửng hay bất cứ điều gì người ta hay tưởng tượng.
Chúng không được hướng dẫn phải làm gì.
Và nếu có hướng dẫn, có lẽ chúng cũng chẳng làm theo.
Vậy là 30 phút mỗi ngày trong đó hơi thở bị làm chậm đi một cách có chủ ý hoặc chậm hơn so với nhịp thở bình thường của chúng.
Hiểu rồi.
Vậy các trung tâm sợ hãi bị biến đổi theo một cách nào đó khiến phản ứng sợ trước cú sốc vào chân ngắn lại.
Đúng.
Còn những ví dụ khác mà ông biết từ công trình trong phòng thí nghiệm của mình hoặc các phòng thí nghiệm khác về tương tác giữa hơi thở và trạng thái não bộ hoặc trạng thái cảm xúc là gì?
Tôi muốn mọi người hiểu rằng khi chúng ta nói hơi thở ảnh hưởng đến trạng thái cảm xúc và nhận thức, nó không chỉ đơn giản đến từ vùng pre-Butzinger.
Thực ra có vài vị trí khác, và để tôi lần lượt nói qua.
Một là khứu giác.
Khi bạn thở bình thường, bạn hít vào và thở ra.
Việc này tạo ra các tín hiệu từ niêm mạc mũi truyền ngược vào hành khứu (olfactory bulb) mà được điều biến theo nhịp thở.
Và hành khứu có ảnh hưởng sâu rộng và các đường chiếu tới nhiều phần của não.
Vì vậy có một tín hiệu phát sinh từ việc không khí nhịp nhàng đi vào rồi ra khỏi mũi, đi vào não và chứa trong đó một thành phần điều biến theo nhịp thở.
Một nguồn tiềm năng khác là dây thần kinh vagus.
Dây vagus là một dây thần kinh lớn chứa các sợi hướng tâm (afferents) từ tất cả nội tạng.
Afferents tức là các tín hiệu đi vào (hướng vào não).
Nó cũng mang các tín hiệu từ thân não đi ra, gọi là sợi ly tâm (efferents), nhưng nó nhận các tín hiệu chính từ phổi, từ ruột, và những tín hiệu này đi lên thân não.
Có các thụ thể rất mạnh trong phổi.
Chúng phản ứng với sự giãn ra và co lại của phổi.
Vì vậy nếu bạn ghi tín hiệu từ dây vagus, bạn sẽ thấy có một điều biến rất lớn theo nhịp thở do thay đổi cơ học ở phổi.
Bây giờ, lý do điều này đáng quan tâm là ở một số dạng trầm cảm kháng trị, kích thích điện dây thần kinh vagus có thể mang lại sự giảm nhẹ rất lớn.
Tại sao lại như vậy vẫn cần được xác định, nhưng rõ ràng là các tín hiệu trong dây vagus, ít nhất là các tín hiệu nhân tạo trong dây vagus, có thể có tác dụng tích cực trong việc giảm trầm cảm.
Vì vậy không phải chuyện vô lý khi nghĩ rằng trong hoàn cảnh bình thường, nhịp điệu đến từ dây vagus đang đóng vai trò trong xử lý thông tin bình thường.
Được, để tôi tiếp tục.
CO2 và mức oxy.
Trong hoàn cảnh bình thường, mức oxy của bạn khá ổn.
Và trừ khi bạn lên độ cao, chúng không thay đổi nhiều.
Nhưng mức CO2 có thể thay đổi khá nhiều ngay cả với một thay đổi tương đối nhỏ trong tổng thể nhịp thở của bạn.
Điều đó sẽ làm thay đổi mức pH của bạn.
Tôi có một đồng nghiệp, Alicia Marat, đang làm việc với bệnh nhân lo âu.
Và nhiều người trong số họ thở quá nhiều (hyperventilate).
Và do việc thở quá mức đó, nồng độ CO2 của họ thấp.
Cô ấy đã phát triển một phương pháp điều trị trị liệu trong đó cô huấn luyện những người này thở chậm lại, khôi phục nồng độ CO2 về bình thường, và cô ấy thấy họ giảm lo âu.
Vì vậy nồng độ CO2, vốn sẽ không ảnh hưởng tới chức năng não theo từng nhịp thở một cách tức thì—mặc dù nó dao động theo từng nhịp—nhưng như một nền liên tục, có thể thay đổi.
Và nếu nó thay đổi mãn tính, chúng ta biết rằng mức CO2 tăng cao có thể gây các cơn hoảng loạn.
Cơ thể bạn rất nhạy cảm; sự điều khiển hơi thở, như là bạn thở bao nhiêu lần mỗi phút, được quyết định cực kỳ nhạy cảm bởi mức CO2.
Vì vậy ngay cả một thay đổi nhỏ trong CO2 cũng sẽ có ảnh hưởng đáng kể lên thông khí của bạn.
Vậy đó là một yếu tố khác không chỉ thay đổi thông khí của bạn, mà còn ảnh hưởng tới trạng thái não.
Tôi muốn nghỉ nhanh và cảm ơn nhà tài trợ của chúng tôi, Eight Sleep.
Eight Sleep sản xuất áo trùm nệm thông minh có khả năng làm mát, sưởi ấm và theo dõi giấc ngủ.
Một trong những cách tốt nhất để đảm bảo bạn có một đêm ngủ ngon là đảm bảo nhiệt độ môi trường ngủ phù hợp.
Và đó là bởi vì để rơi vào giấc ngủ và duy trì giấc ngủ sâu, thân nhiệt của bạn thực sự cần giảm khoảng một đến ba độ.
Và để thức dậy cảm thấy tỉnh táo và tràn đầy năng lượng, thân nhiệt của bạn cần tăng khoảng một đến ba độ.
Eight Sleep tự động điều chỉnh nhiệt độ giường của bạn xuyên đêm theo nhu cầu cá nhân của bạn.
Tôi đã ngủ trên áo trùm nệm của Eight Sleep gần năm năm rồi, và nó hoàn toàn thay đổi và cải thiện chất lượng giấc ngủ của tôi.
Mẫu Eight Sleep mới nhất là Pod 5.
Đó là cái tôi đang dùng bây giờ, và tôi rất thích nó.
Nó có nhiều tính năng tuyệt vời.
Ví dụ, Pod 5 có tính năng gọi là Autopilot, một bộ máy AI học mẫu ngủ của bạn rồi điều chỉnh nhiệt độ môi trường ngủ theo các giai đoạn ngủ khác nhau.
Nó thậm chí nâng đầu giường nếu bạn ngáy, và thực hiện các điều chỉnh khác để tối ưu hóa giấc ngủ.
Nếu bạn muốn thử Eight Sleep, hãy vào eightsleep.com/Huberman để được giảm tới 700 đô la cho Pod 5 Ultra.
Đây là đợt giảm giá lớn nhất trong năm của Eight Sleep.
Khuyến mãi kéo dài từ bây giờ đến ngày 1 tháng 12 năm 2025.
Eight Sleep giao hàng tới nhiều quốc gia trên thế giới, bao gồm Mexico và UAE.
Một lần nữa, eightsleep.com/Huberman để tiết kiệm tới 700 đô la từ nay đến ngày 1 tháng 12 năm 2025.
Bây giờ, một điều khác có thể ảnh hưởng tới cách thực hành thở tác động lên trạng thái cảm xúc của bạn là chính tín hiệu phát lệnh, vì thực hành thở bao gồm việc điều khiển có ý muốn hơi thở.
Và do đó, có một tín hiệu bắt nguồn từ đâu đó trong vỏ não vận động của bạn.
Điều đó, dĩ nhiên, sẽ không chỉ quay trở về trước thời Butzinger, mà còn phát sinh những ảnh hưởng phụ lan tỏa tới những nơi khác. Những ảnh hưởng lan tỏa đó rõ ràng có thể tác động đến trạng thái cảm xúc của bạn.
Vậy chúng ta có khá nhiều nguồn có thể gây ảnh hưởng khác nhau, và không có nguồn nào là duy nhất. Còn những đặc điểm khác của não và cơ thể chúng ta — dù là chớp mắt hay chuyển động mắt, khả năng mã hóa âm thanh hay bất kỳ đặc điểm nào về cách chúng ta vận hành, di chuyển và nhận thức mà có sự phối hợp nào đó với hơi thở — là gì? Hầu như tất cả.
Ví dụ, ở phía hệ thần kinh tự chủ, chúng ta có hiện tượng nhịp tim dao động theo chu kỳ hô hấp (respiratory sinus arrhythmia). Tức là khi thở ra, tim chậm lại. Đồng tử của bạn dao động theo chu trình hô hấp. Phản ứng sợ hãi cũng vậy.
Hãy lấy ví dụ về trầm cảm. Bạn có thể hình dung trầm cảm như những hoạt động xoay vòng trong một mạch. Và vì chúng liên tục trong hệ thần kinh, khi tín hiệu cứ lặp lại, chúng có xu hướng mạnh lên. Chúng có thể mạnh đến mức bạn không thể phá vỡ chúng. Tất cả chúng ta đều trải qua trầm cảm ở một thời điểm nào đó. Nhưng nếu nó không liên tục, không kéo dài, thì chúng ta có thể phá vỡ nó.
Có những biện pháp cực đoan để phá vỡ nó. Chúng ta có thể dùng sốc điện (electroconvulsive shock). Chúng ta làm sốc toàn bộ não. Việc đó làm gián đoạn hoạt động toàn bộ não. Và khi mạch bắt đầu tái lập lại, nó đã trải qua sự gián đoạn. Chúng ta biết rằng não, khi tín hiệu bị gián đoạn một chút, các kết nối có thể yếu đi. Làm yếu các kết nối trong mạch liên quan đến trầm cảm có thể đem lại phần nào sự nhẹ nhõm. Sốc điện thực sự có hiệu quả trong việc giảm nhiều dạng trầm cảm. Kích thích sâu não khu trú (focal deep brain stimulation) cũng làm tương tự nhưng có tính định vị hơn, hay kích thích xuyên sọ. Bạn đang phá vỡ một mạng lưới, và trong khi nó tái lập, một số kết nối có thể bị suy yếu.
Nếu hơi thở đóng vai trò nào đó trong mạch này, và thay vì làm một cú sốc trong một giây, tôi thực hiện 30 phút gián đoạn bằng cách thở chậm hoặc các bài thực hành thở khác, thì những mạch đó bắt đầu suy yếu một chút và tôi nhận thấy được sự nhẹ nhõm. Và nếu tôi tiếp tục làm vậy trước khi mạch có thể tái xây dựng lại, tôi có thể dần dần làm hao mòn mạch đó. Tôi thường ví điều này — tôi nói với mọi người — giống như đi trên một con đường mòn bằng đất. Bạn tạo một rãnh, rãnh càng ngày càng sâu, bạn không thể thoát ra. Việc thở đang dần lấp đầy rãnh đó từng chút một tới mức bạn có thể trèo ra khỏi rãnh ấy. Đó là vì tín hiệu thở đang đóng một vai trò nào đó trong cách mạch hoạt động. Khi bạn làm gián đoạn nó, mạch bị xáo trộn một chút. Và như bạn biết, khi các mạch bị xáo trộn, hệ thần kinh cố gắng điều chỉnh theo cách này hay cách khác. Và hóa ra, ít nhất với hơi thở, vì lý do tiến hóa hoặc tình cờ, dường như nó cải thiện chức năng cảm xúc hoặc chức năng nhận thức của chúng ta. Và chúng ta rất may mắn khi điều đó xảy ra.
Vậy bạn làm gì với tất cả kiến thức này trong một thực hành thở? Tôi thấy mình thu được lợi ích rất lớn từ những khoảng thời gian tương đối ngắn, từ khoảng 5 đến có thể 20 phút, thực hành thở hộp (box breathing). Nó rất đơn giản để làm. Hiện tôi đang thử thêm hai kiểu nữa vì tôi tò mò và khám phá, bởi vì có thể chúng tác động qua cơ chế khác, và tôi muốn xem mình phản ứng có khác không. Tôi có bạn bè và đồng nghiệp theo những phong cách cụ thể như Wim Hof. Tôi nghĩ những gì ông ấy làm rất hay và thu hút người quan tâm. Tôi muốn thấy nhiều người hơn khám phá điều này. Ở mức độ nào đó, như bạn nói, 30 phút mỗi ngày và một số kiểu thở trong các phong cách như Wim Hof có thể hơi đáng sợ với người mới. Vì vậy tôi muốn có thứ gì đó rất đơn giản mà mọi người có thể thử. Tôi nói với bạn bè: thử thôi, 5 hoặc 10 phút. Xem bạn có thấy tốt hơn không. Làm trong vài ngày. Nếu không thích thì thôi. Nó chẳng tốn gì. Và thường họ thấy có ích.
Tôi thường sẽ tạm ngắt ngày làm việc để dành 5 hoặc 10 phút. Ví dụ nếu thấy mình sa sút, có khá nhiều dữ liệu cho thấy hiệu suất của bạn sau bữa trưa giảm. Vì vậy rất nhiều khi sau bữa trưa tôi dành 5–10 phút để thực hành thở. Gần đây, bài thực hành đó trông như thế nào? Chỉ là thở hộp trong 5 hoặc 10 phút: 5 giây hít vào, giữ 5 giây, thở ra 5 giây, giữ 5 giây. Và đôi khi tôi làm đôi lên — làm 10 giây — chỉ vì thấy chán, biết đâu lại thích. Tôi làm vậy vì tôi thấy muốn làm và nó rất, rất hữu ích.
Bạn biết đấy, bạn là một trong số ít đồng nghiệp thừa nhận công khai việc thử nghiệm bổ sung. Tôi là người ủng hộ bổ sung lâu năm. Tôi nghĩ có hiệu lực ở các hợp chất — cả theo đơn, không theo đơn, tự nhiên hay tổng hợp. Tôi không dùng chúng một cách tùy tiện, nhưng chắc chắn chúng có tác dụng. Và một trong những điểm bạn và tôi gặp nhau là sự quan tâm tới hệ thần kinh và bổ sung — đó là về magie. Tôi đã nói rất nhiều, trên podcast và nơi khác, về việc dùng magie cho giấc ngủ và cải thiện chuyển sang giấc ngủ, v.v. Nhưng bạn có một mối quan tâm hơi khác về magie liên quan tới chức năng nhận thức và độ bền vững của chức năng nhận thức. Bạn có thể chia sẻ chút về mối quan tâm đó, nó bắt nguồn từ đâu? Và vì đây là podcast Huberman Lab và chúng ta thường nói về bổ sung, bạn đã dùng thông tin đó như thế nào?
Được rồi. Tôi cần tiết lộ rằng tôi là cố vấn khoa học cho một công ty gọi là NeuroCenture, mà người điều hành là nghiên cứu sinh của tôi, Kuo-Sung Liu. Nói vậy để bạn biết, tôi có thể cung cấp một vài thông tin nền.
Kuo-Sung, mặc dù khi còn ở phòng thí nghiệm của tôi làm việc về hô hấp, lại có một mối quan tâm sâu sắc về học và trí nhớ.
Và khi anh rời phòng thí nghiệm của tôi, anh đi làm việc với một chuyên gia nổi tiếng về học và trí nhớ ở Stanford, Dick Chen.
Khi xong ở đó, anh được Susumo Tanegawa thuê về MIT.
Người này cũng biết vài điều về trí nhớ.
Tôi trêu đấy.
Susumo có giải Nobel cho công trình về kháng thể (immunoglobulins), nhưng đồng thời là một nhà nghiên cứu hàng đầu về trí nhớ.
Và còn nhiều cái nữa.
Ông ấy là đa năng.
Kuo-Sung là một người rất tò mò, rất thông minh, và anh quan tâm đến cách các tín hiệu giữa các nơ-ron được tăng cường, cái mà gọi là tăng cường dài hạn (long-term potentiation, LTP).
Và một trong những câu hỏi nảy sinh là, nếu tôi có các đầu vào đến một nơ-ron và tôi gây được LTP, liệu LTP đó có lớn hơn nếu tín hiệu mạnh hơn hay nếu tiếng ồn ít hơn?
Ta có thể tưởng tượng khi ta nghe cái gì đó, nếu nó to hơn thì ta nghe rõ hơn, hoặc nếu ít tiếng ồn hơn thì cũng nghe rõ hơn.
Và anh muốn điều tra chuyện này.
Vì vậy anh làm thí nghiệm trên mô nuôi cấy các nơ-ron hải mã (hippocampal neurons).
Và điều anh tìm thấy là nếu hạ thấp hoạt động nền ở tất cả các nơ-ron, thì LTP anh gây ra trở nên mạnh hơn.
Cách anh làm điều đó là tăng nồng độ magiê trong dung dịch nuôi cấy.
Anh thay đổi magiê, và phát hiện khi magiê được nâng cao thì có nhiều LTP hơn, nhiều LTP hơn.
Được rồi, đó là một quan sát trong nuôi cấy mô.
Và tôi nên nói rằng nhiều LTP về cơ bản chuyển thành nhiều tính dẻo thần kinh hơn, nhiều tái kết nối các mối liên hệ hơn, về cốt lõi.
Vì vậy anh đã thử cái này trên chuột (sau đó nói là rats — ở đây là chuột/ratt).
Về cơ bản, anh cho chúng — có chuột đối chứng ăn chế độ bình thường, và một nhóm được bổ sung magiê.
Những con được bổ sung magiê có chức năng nhận thức cao hơn, sống lâu hơn, mọi thứ bạn mong muốn ở một viên thuốc thần kỳ, những con chuột đó có được.
Vấn đề là bạn không thể tưởng tượng đưa điều này lên người, vì hầu hết muối magiê không tự động thấm từ ruột vào máu rồi vào não.
Chúng phải đi qua một thứ gọi là bộ vận chuyển (transporter).
Bộ vận chuyển là cái trong màng tế bào nắm lấy phân tử/ion magiê và kéo nó sang phía bên kia.
Nếu bạn tưởng tượng có magiê trong ruột, có những bộ vận chuyển kéo magiê vào máu.
Nếu bạn uống viên magiê thông thường mua ở hiệu thuốc, nó không dễ dàng xuyên ruột vào máu.
Và nếu bạn uống nhiều để đưa vào máu thì sẽ bị tiêu chảy.
Nên đó không phải là cách khả thi.
Ừ, là một cách tệ.
Xin lỗi, tôi không nhịn được.
Thế rồi anh làm việc với một nhà hóa học xuất sắc, Fay Mao.
Fay xem xét nhiều hợp chất magiê khác nhau, và ông phát hiện magiê threonate hiệu quả hơn nhiều trong việc vượt qua hàng rào ruột-máu.
Lúc đó họ chưa nhận ra, nhưng threonate là một chất chuyển hóa của vitamin C, và trong cơ thể ta có rất nhiều threonate.
Vậy magiê threonate có vẻ an toàn, và bây giờ họ tin rằng một phần vai trò của threonate là nó thúc đẩy mạnh bộ vận chuyển để đưa magiê vào.
Và nhớ là bạn cần bộ vận chuyển vào ruột, vào máu, vào não và vào trong tế bào.
Họ làm một nghiên cứu trên người.
Họ thuê một công ty làm thử nghiệm.
Đó là kiểu làm thuê ngoại, một trong những công ty mà các hãng dược lớn thuê để làm thử nghiệm cho họ.
Và họ tuyển bệnh nhân được chẩn đoán suy giảm nhận thức nhẹ.
Đó là những người có rối loạn nhận thức không phù hợp với tuổi.
Chỉ số họ dùng để xác định mức độ lệch là hệ số G của Spearman, một thước đo tổng quát về trí thông minh mà hầu hết các nhà tâm lý học chấp nhận.
Tuổi sinh học của đối tượng, tôi nghĩ, là 51, còn tuổi nhận thức là 61, dựa trên bài kiểm tra hệ số G của Spearman.
Ồ, tôi nên nói thêm, hệ số G của Spearman bắt đầu ở một mức nhất định trong dân số ở tuổi 20 và giảm khoảng 1% mỗi năm.
Vì vậy, xin lỗi phải nói, chúng ta không còn là 20 tuổi nữa.
Nhưng khi có một con số từ đó, bạn có thể đặt lên đồ thị và thấy liệu nó có phù hợp với tuổi bạn hay không.
Những người này theo chỉ số đó có vẻ già hơn khoảng 10 năm.
Tóm lại, sau ba tháng — đây là một nghiên cứu mù đôi, có đối chứng giả dược — những người trong nhánh giả dược cải thiện tương đương hai năm, cái này thường thấy do hiệu ứng giả dược.
Những người nhận hợp chất cải thiện trung bình 8 năm.
Và một số người cải thiện hơn 8 năm.
Họ không làm thêm chẩn đoán để xác định nguyên nhân cụ thể gây suy giảm.
Nhưng kết quả khá ấn tượng.
Nó làm nhận thức của họ tiến gần hơn tới tuổi sinh học.
Bạn còn nhớ liều của “magnesium-3” là bao nhiêu không?
Nó có trong bài báo, và về cơ bản là liều trong hợp chất mà bây giờ được bán thương mại.
Hợp chất được bán thương mại này được một nhà bán buôn dược phẩm bổ sung (nutraceutical wholesaler) phân phối cho các nhà bán lẻ, và họ làm bất kỳ công thức nào họ muốn.
Nhưng đó là một liều, theo tôi hiểu, hiếm khi dễ chịu/tolerable.
Tôi uống nửa liều.
Lý do tôi uống nửa liều là tôi đã đo magiê huyết và nó ở mức thấp-bình thường so với tuổi của tôi.
Tôi uống nửa liều, nó lên mức cao-bình thường.
Và tôi thấy thoải mái khi ở trong khoảng bình thường.
Nhưng nhiều người uống liều đầy đủ.
Ở tuổi tôi, tôi không tìm cách trở nên thông minh hơn. Tôi muốn chậm suy giảm hơn.
Và thật khó, bạn biết đấy, tôi khó có thể nói chắc với bạn liệu nó có hiệu quả hay không.
Khi tôi khuyên bạn bè thử — những học giả vốn có bản chất hoài nghi, nếu không muốn nói là hay nghi kỵ — và tôi thúc giục họ thử, thường họ không báo cáo thay đổi lớn về chức năng nhận thức, mặc dù đôi khi họ có nói, ờ, tôi cảm thấy tỉnh táo hơn một chút và các động tác thể chất của tôi tốt hơn.
Nhưng nhiều người trong số họ nói họ ngủ tốt hơn. Và điều đó có lý.
Tôi nghĩ có bằng chứng tốt cho thấy 3 và 8 có thể làm tăng tốc quá trình chuyển sang giấc ngủ và có thể cả giúp tiếp cận các giai đoạn ngủ sâu hơn.
Nhưng điều đó rất thú vị vì cho tới khi bạn và tôi thảo luận về 3 và 8, tôi không biết đến những hiệu ứng tăng cường nhận thức.
Nhưng câu chuyện này hợp lý về mặt cơ chế, và nó dẫn tới một nhận xét lớn hơn và quan trọng hơn, đó là tôi rất trân trọng việc bạn chú ý tới cơ chế.
Tôi đoán điều này bắt nguồn từ quá trình đào tạo ban đầu của bạn là nhà vật lý và khát khao có được số liệu, phân tích mọi thứ ở mức độ rất chi tiết.
Hôm nay chúng ta đã bàn rất nhiều. Tôi biết còn nhiều điều chúng ta có thể tiếp tục. Tôi sẽ nhất định yêu cầu có phần 2 vào một dịp nào đó, nhưng tôi thực sự muốn thay mặt rất nhiều người gửi lời cảm ơn tới bạn, không chỉ vì thời gian, năng lượng và sự chú ý tới chi tiết, độ chính xác và tính rõ ràng của bạn về chủ đề hôm nay,
mà còn vì điều tôi đáng lẽ nên nói từ đầu: bạn thực sự là một người tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu hô hấp và các cơ chế nền tảng của hô hấp bằng các công cụ hiện đại trong suốt nhiều thập kỷ.
Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn chân thành. Điều đó có ý nghĩa lớn với tôi, và tôi biết với khán giả của podcast này rằng một người có chiều sâu và tính nghiêm ngặt như bạn trong lĩnh vực này vừa là nhà khoa học vừa là người thực hành, và bạn đã chia sẻ điều đó với chúng tôi. Vậy nên, cảm ơn bạn.
Tôi trân trọng cơ hội này và sẽ rất vui được trở lại bất cứ lúc nào. Tuyệt vời. Chúng ta chắc chắn sẽ làm điều đó. Cảm ơn lần nữa, Jack. Tạm biệt.
歡迎來到 Huberman Lab Essentials（胡伯曼實驗室精選），在這裡我們重溫過去的節目，挑出對心理健康、身體健康與表現最有效、最具可操作性的科學工具。
我是安德魯·胡伯曼，現任史丹佛大學醫學院的神經生物學與眼科學教授。
現在是我和傑克·費爾德曼博士的對談時間。
感謝你今天來到節目。
很榮幸來到這裡，安德魯。
你是我在呼吸以及大腦與呼吸互動方面的首選諮詢對象。
遇到相關問題我都會找你。
那我們先從呼吸產生的機制談起吧？
在機械性的一面，這對每個人都很明顯：我們需要讓空氣流入，也就是吸氣，然後也要讓空氣流出。之所以需要這樣做，是因為身體代謝需要氧氣。當氧氣透過有氧代謝被利用時，會產生二氧化碳。我們必須排出所產生的二氧化碳，特別是因為二氧化碳會影響血液的酸鹼平衡，也就是pH值。所有活細胞對pH值都非常敏感，因此你的身體非常關心如何調節這個pH值。
那我們如何產生這個氣流？必須擴張肺部。當肺部被擴張，基本上就像你把一個氣球拉開，氣球內的壓力下降，空氣會流入。這會降低稱為肺泡的氣囊內的壓力，外面的氣壓比體內擴張時的壓力高，所以空氣會流入，這就是吸氣時的原理。
是什麼產生這個動作？主要的肌肉是膈肌，它位於肺部正下方。當你想吸氣時，膈肌收縮並向下拉。當它向下拉時，對肺部施加壓力，使肺部擴張。同時，肋廓會向上向外轉動，因此胸腔得以擴大。在正常靜息狀態下吸氣結束時，你只要放鬆，就像拉開一個彈簧然後鬆手，彈簧會回復。
這些活動起源於哪裡？是在腦幹的一個區域（也就是脊髓之上的那一塊區域），它對產生這種節律至關重要。這個區域稱為 pre-Butzinger 複合體。這個小區域在人類包含數千個神經元，位於身體兩側，並且協同工作。每一次呼吸都從這個區域的神經元開始活躍。那些神經元最終連接到支配膈肌和外肋間肌（外肋間肌位於肋骨之間）的運動神經元，讓它們啟動，產生這個吸氣動作。當 pre-Butzinger 複合體的神經元完成一波活動爆發後，吸氣就停止，接著因為肺和肋廓的被動回彈，你開始吐氣。
關於膈肌與肋間肌在鼻呼吸與口呼吸間的活化有沒有已知差異？
我覺得我們還沒有完全掌握答案。很明顯鼻呼吸與口呼吸有差別。在靜息時，傾向是用鼻子呼吸，因為一般正常呼吸所需的氣流透過鼻腔很容易管理。然而，當你的換氣需求增加時，例如運動期間，你需要移動更多空氣，此時會透過嘴巴，因為氣道比較大，因此可以移動較多的空氣。但在肋間肌和膈肌的層級上，它們的收縮幾乎不太在意鼻子或嘴巴是否張開。
我很高興跟大家分享，我所協助創立的馬黛茶飲品 Matina 現在已在全國各地的 Whole Foods 門市販售。長期收聽這個節目的聽眾都知道馬黛茶是我偏好的咖啡因來源。它提供平順的能量，不會讓你心悸，而且還有許多其他潛在好處，包括幫助調節血糖、改善消化、輕微抑制食慾等。Matina 是我嘗過的所有馬黛茶品牌中最喜歡的。我因為非常喜歡 Matina，決定成為該企業的部分所有者，並協助他們開發新系列產品，全部皆為零糖配方。這些零糖冷萃 Matina 口味都很棒。我每天至少喝三罐。你常會在我錄製播客時看到它們擺在桌上。我非常喜歡這個產品，也很自豪現在它能在 Whole Foods 販售。到全國各地的 Whole Foods 門市看看 Matina。它以最好的原料冷萃、零糖，味道也很棒。如果你附近沒有 Whole Foods，也可以在 drinkmatina.com 線上購買。
也許你能帶我們走一遍你們發現的，以及其他人也研究過的控制呼吸的大腦區域，pre-Butzinger 以及相關結構？
當我們發現 pre-Butzinger 時，我們以為它是所有節律性呼吸運動（吸氣與呼氣）的主要來源。後來在一系列實驗中，我們發現存在第二個振盪器，該振盪器參與產生我們稱為「主動呼氣」的動作。也就是這種主動的——
像是當我發出「噓」聲時。
對，或是在你開始運動時，你必須做出「哈、哈、哈、哈」那樣、實際把空氣用力吐出。這群在靜止時沉默的細胞突然變得活躍，來驅動那些肌肉。它看起來是一個位於面神經核周圍區域的獨立振盪器。當最初辨識到這個區域時，我們認為它是用來感測二氧化碳的，也就是我們所謂的中樞化學感受器。
也就是說，我們希望把二氧化碳濃度，特別是在大腦中的濃度，維持在相對穩定的水平，因為大腦對 pH 值的變化極為敏感。
如果二氧化碳發生很大的變動，腦內的 pH 也會大幅改變，這會把你的大腦——如果可以用技術術語——弄得失常。
所以你要去調節它。要在大腦中調節某件事的方法，就是在大腦裡放一個感受器。其他人基本上已經指出，腦幹的腹側表面，也就是腦幹朝這一側的部分，對此至關重要。然後我們在梯形核附近辨識出一個結構。這在任何神經解剖圖譜中都沒有名稱，所以我們就隨便抽了個名字，稱它為「後梯形核」（retrotrapezoid nucleus）。
如果從演化的角度回溯，很多難以理解的事在看神經系統的演化時會變得有意義。面部肌肉的控制可以追溯到較原始的生物，因為牠們必須用嘴把東西放進去以便覓食，所以我們稱之為「臉」的部分便逐漸發展出來。眼睛在那裡，嘴巴在那裡，包含運動神經元的核團及其許多控制系統多半在緊鄰的區域發展。因此如果想到臉部，你會發現周圍有很多次級核團在演化的不同時期扮演過各種角色。演化某個階段，面部肌肉可能在把液體往出往入口中移動或在口中移動空氣方面非常重要。因此，這些不同次級核團的一部分，在哺乳類中似乎參與了呼氣肌的控制。
但我們必須記住，哺乳類在呼吸方面非常特別，因為我們是唯一具有膈膜（隔膜，diaphragm）的脊椎動物類群。兩棲類和爬蟲類沒有隔膜。他們的呼吸方式不是主動吸氣、被動呼氣；反而是主動呼氣、被動吸氣，因為他們沒有強大的吸氣肌。演化的某個時間點出現了膈膜。膈膜令人驚奇的是其機械效率極高。
如果你看氧氣如何從體外進入血液，關鍵通道是通過肺的膜（肺泡是肺的一部分），血液流經毛細血管——循環系統中最小的血管——在那裡氧氣可以從充滿空氣的肺泡進入血液。關鍵在於表面積：表面積越大，通過的氧氣就越多。這完全是一個被動過程，並沒有什麼神奇的方法去推動氧氣進去。
那麼，如何在小小的胸腔裡塞入大量表面積？你從一條管子開始，也就是氣管。氣管分支，現在你有兩條管；再分支成四條，如此不斷分岔。在那些分支末端放一個小小的球體，也就是肺泡，而這就決定了表面積。接著你會面臨一個機械問題：你已有這麼大的表面積，必須能把它展開。想像你有一小塊方形的彈性膜，要把它拉開並不需要很多力，但如果把它展開到原來的五十倍，你就需要多得多的力。兩棲類因為無法產生很大的力氣，所以分支相對較少；所以如果你把他們肺裡所能包裝的表面積，與身體大小相比，就不太驚人。相較之下，哺乳類的分支量非常大，你會有四到五億個肺泡。因此你體內有一片約等於網球場三分之一大小的膜，每次呼吸都要把它展開。你做這件事時幾乎感覺不到用力，而那是因為你有一個了不起的肌肉——膈膜；由於它的位置，只要向下移動約二分之三英吋（約1.7 公分），就能把那片膜擴張足夠把空氣吸入肺中。
靜息時肺中的氣體容量大約是 2.5 公升，當你吸一口氣時大約多吸入 500 毫升（約半公升，差不多是我拳頭的一點大小）。你把容積增加了約 20%，但你是靠拉動這片約 70 平方公尺的膜來做到的。這就足以把足夠的新鮮空氣帶入肺內，與已存在的空氣混合，使血液中的氧分壓從大約 40 毫米汞柱升到約 100 毫米汞柱。擁有膈膜讓我們在機械上獲得了驚人的優勢。
你認為我們的大腦比其他哺乳類更大，部分是因為我們能把更多的氧氣帶入體內嗎？我會說，能發展出一顆對氧氣有連續需求且體積巨大的大腦，一個關鍵步驟就是有膈膜。沒有膈膜，你大概仍是兩棲類。
多年來，不論是在瑜伽課、某些呼吸訓練，或在網路上你常聽到「我們應該用膈膜呼吸」，也就是在呼吸時不是抬起肋骨和胸腔，而是讓腹部在吸氣時擴張，說這樣所謂「比較健康」或「比較好」。我不知道有哪項特定研究真正檢驗過膈膜式呼吸與非膈膜式呼吸在健康上的直接效益。但如果你不介意請我就我所知道的、關於膈膜式與非膈膜式呼吸的任何相關資訊發表評論，我想很多人會覺得有興趣。
在像呼吸練習這類的脈絡下，我對不同呼吸模式的效果有點持中立態度（agnostic）。
很明顯，有些模式會透過不同機制發揮作用，我們可以談談那些機制。
但在某個層面上，例如主要是否以橫膈膜活動、用腹部起伏來呼吸與否，
我個人並不堅持某一種。
我認為呼吸對情緒和認知所引起的變化，
其影響機制有不同的想法。
我不認為那主要是由你選擇使用哪一塊特定肌肉所決定，但那也可能只是我個人的偏見。
你能跟我們說說生理性嘆氣（physiological sighs）是什麼、目前已知的情況、你特別感興趣的點，以及它們有什麼用處嗎？
事實上我們大約每五分鐘就會嘆氣一次。
我建議任何覺得這個事實不可置信的人，躺在一個安靜的房間裡、正常地呼吸就好。
放鬆、放開、注意你的呼吸。
你會發現每幾分鐘，你會不由自主地做一次深吸——你無法阻止它，它就是會發生。
那為什麼會這樣？
我們得回到肺。
肺裡有大約五億個肺泡，而且它們非常微小，直徑大約兩百微米。
你可以把它們想成是充滿液體、由液體襯裡的構造。
之所以有液體襯裡，與其力學上的細節有關；這層液體稱為表面活性劑（surfactant），它讓肺泡較容易被拉伸。
肺泡有塌陷的傾向。雖然五億個肺泡不會以很高的速率全面塌陷，
但仍有一個緩慢而不可忽視的塌陷率；當肺泡塌陷後，就無法再吸收氧氣或排出二氧化碳，
等於被從氣體交換的方程式中拿掉了。
如果你有五億個肺泡，只損失十個沒關係；但如果持續塌陷，你可能會損失相當可觀的肺表面積。
一般的呼吸不足以把它們全部打開，但如果你做一次深長的吸氣，不論是用鼻子或嘴巴——並不重要——
或是增加肺容積、拉大肺部，它們大約每五分鐘就會被撐開一次。
所以我們每五分鐘做一次這樣的動作以維持肺部健康。
在早期的機械通氣（用來治療因呼吸肌無力的脊髓灰質炎患者）時，他們會把病人放進這些大型鋼製管室裡。
運作方式是讓體外壓力降低，這會對胸廓施加擴張壓力，胸廓擴張，然後肺被動擴張；
壓力回復到正常後，肺和胸廓也回復正常。
但當時死亡率相對較高，這是個謎。
其中一個解決方法是給更大的呼吸量（bigger breaths）；把每次呼吸的容量調大後，死亡率下降了。
直到大概五、六零年代，人們才發現不需要把每一次呼吸都加大，
而是每隔一段時間做一次較大的呼吸就夠了。
也就是說，平常維持幾分鐘的正常呼吸，然後來一口大吸氣，模仿生理上的節律；
這樣死亡率顯著下降。
如果你在醫院看一個使用呼吸器的人，注意觀察，每隔幾分鐘當你看到胸廓的起伏時，會有一次「超大吸氣」，
把肺泡撐開。
所以存在這樣的生理機制；就像肺塌陷時需要較大壓力才能把它撐開，肺泡也是一樣——需要較高的壓力，
一次一般的呼吸不足以做到，因此必須做一次較大的吸入。
而自然界的巧妙之處是，它不需要我們刻意去記得去做，它會自動每大約五分鐘發生一次。
我們很久就知道有些方法可以改善睡眠，包括可以服用的東西：
像是 magnesium threonate、theanine、洋甘菊萃取物和甘氨酸，
以及較少被人知道的藏紅花和纈草根（valerian root）。
這些都是臨床上支持的成分，能幫助你入睡、維持睡眠，以及讓你醒來時感覺更清新。
我很高興分享我們的長期贊助商 AG1 最近推出了一款名為 AGZ 的新產品，
一種夜間飲品，設計用來幫助你獲得更佳的睡眠，並讓你醒來時感覺非常恢復元氣。
過去幾年我與 AG1 團隊合作，一同打造這款新的 AGZ 配方。
它將對睡眠有幫助的成分以恰當比例整合在一包好喝的飲品裡，
省去你在廣大睡眠補充品領域中挖掘、找出正確劑量與適合自己的產品的繁複工作。
據我所知，AGZ 是市面上最完整的睡眠補充品之一。
我在睡前 30 到 60 分鐘服用它。順帶一提，它很好喝，
而且顯著提升了我睡眠的品質與深度。
這既是我的主觀感受，也是我透過睡眠追蹤所驗證的結果。
我很期待大家試試這款新的 AGZ 配方，好好享受更佳睡眠帶來的好處。
AGZ 有巧克力、巧克力薄荷和綜合莓果三種口味，我剛提到過，味道都非常好。
三種裡我最喜歡的是巧克力薄荷，但我其實都很喜歡。
如果你想試 AGZ，可以前往 drinkAGZ.com/Huberman 取得優惠。
再說一次，網址是 drinkAGZ.com/Huberman。
我們常聽到有人在使用各種藥物時發生過量，通常是因為他們停止了呼吸。
所以巴比妥類藥物，酒精與巴比妥合併使用，是吸毒者常見的死因之一，還有藥物的禁忌之類的問題。你常常會聽到名人因為把酒精和巴比妥混在一起而過世。
有沒有證據顯示在睡眠或深度放鬆、鎮靜狀態時出現的那些嘆息，能夠恢復大腦？因為你可以想像，如果這些嘆息因為某種藥物影響了相關腦區而無法發生，這可能就是造成窒息及死亡的一個原因。
如果你觀察任何哺乳動物走向所謂「自然死亡」的過程，他們的呼吸會變慢，會停下，然後會出現喘息。因此我們有「臨終喘息」這個說法。是非常大的吸氣動作。人們常把它描述成一種自我復甦的嘗試，也就是說你深吸一口氣，或許可以重新啟動那具引擎。我們還不知道喘息在多大程度上其實只是特別大的嘆息。如果你抑制了一個正遭受過量藥物影響個體的喘息能力，那麼原本可能能重新喚醒其呼吸的機制如果被阻斷，就不會恢復呼吸了。所以這當然是一個可能性。
我很想聽聽你對呼吸如何與腦中其他事物互動的看法。正如我們所知，當我們壓力大時，呼吸會改變；當我們快樂、放鬆時，呼吸也會改變。但同時，如果我們改變呼吸，在某種意義上我們也可以調整內在狀態。腦狀態與呼吸之間的關係是什麼？這是過去十年來一直吸引我的一個主題。我會說在那之前，我比較像各自為政，只關心呼吸節律如何被生成，並未太注意這些其他的東西。不知怎地，我開始對此感興趣，覺得或許可以在囓齒類動物身上研究這個問題。所以我們有了這個想法：要教老鼠冥想。你知道，那聽起來很可笑。但我們說，如果能做到，就可以實際研究這個過程。
所以我得到了一個啟動型補助，一個來自NCCIH的小型研究補助（R21）。NCCIH（國家補充與整合健康中心）——值得一提的是，這是一個很棒的機構。我們的政府投入大量的稅款，去研究像冥想、呼吸練習、補充品、草藥、針灸這類東西。我想這並不為人所知，政府做這件事真是很了不起，我認為值得肯定。
我完全同意你的看法。我認為很多人，包括許多科學家，會覺得這些東西太玄、沒有證據。但我們正越來越多地學到新東西。你知道，我們以前會嘲笑神經免疫學，很多我們曾經忽視的領域現在發現了新的東西。我認為這裡面確實有值得學習的珍貴發現。
最近我們有一個重大突破。我們找到一個實驗程序，可以讓清醒的老鼠把呼吸放慢。換句話說，不管牠們原本的呼吸速率是多少，我們都能把它放慢十倍，而且牠們能夠適應。我們每天做30分鐘，連續四週，就像一種呼吸練習。我們也有對照組，其他條件都一樣，但我們的操控沒有讓牠們的呼吸變慢。然後我們用一個標準的恐懼條件化實驗來測試，這是我和我的同事 Michael Fanzolo（他是恐懼研究的真正權威之一）一起做的。我們做了一個標準測試，把老鼠放在一個牠們擔心會收到電擊的情況，牠們的反應是凍結（freeze）。衡量牠們害怕程度的指標是牠們凍結的時間長短。如果對照組的凍結時間和普通老鼠相同，那經過我們那個程序的老鼠凍結得少得多。牠們減少凍結的程度，跟對杏仁核（amygdala，一個在恐懼處理中很重要的腦區）做大幅度操控時看到的效果相當。
我先打斷你一下，因為你在談論一個囓齒類動物研究，但我認為做囓齒類研究的好處是你可以深入機制。對於可能有人會想，我們已經知道冥想有這些好處了，為什麼還需要做機制性的科學研究？我想人們需要記住的一件事是，首先，儘管你可能覺得有很多人在冥想或做呼吸練習，但實際上遠遠更多的人並沒有這麼做。大多數人並不花任何時間做專門的呼吸練習或冥想。所以任何能夠激勵人們去做的方式都是好的。另一點是，我從來不太清楚到底需要多少冥想（或呼吸練習）才能產生真正的、實際的效果。有人說每天30分鐘、每天20分鐘、一週一次、兩次……找到改變神經迴路的最低或有效門檻，是我認為所有這些練習的聖盃。這只有透過你所描述的那種機制性研究才能決定。
我認為對很多人來說的一個問題是安慰劑效應。也就是說在人類中，他們可能會對某件事產生反應，即便該介入的機制與效果本身無關，所以很容易說冥想的反應有很大一部分是安慰劑效應。我的老鼠不相信安慰劑效應。所以如果我們能在老鼠身上顯示出真實存在的效應，那比起做再多的人體實驗更有說服力，因為在人類中對安慰劑效應的對照非常困難；在老鼠身上這不是問題。所以我認為單憑這一點就會是個巨大的訊息。
很好，確實是一個更中肯的觀點。
如果我沒聽錯的話，對這些老鼠來說，每天 30 分鐘的冥想，這種冥想——我們不知道牠們在想什麼。
是呼吸練習。
對。
所以就是呼吸練習。
因為大概牠們不會去想什麼第三眼、蓮花坐、漂浮之類的事。
牠們沒有被指示要做什麼。
即便有指示，牠們大概也不會照做。
所以每天 30 分鐘，呼吸被刻意放慢，或相對於牠們平常的呼吸模式變慢。
懂了。
因此恐懼中樞在某種程度上被改變，導致對足部電擊的恐懼反應縮短。
沒錯。
在你實驗室或其他實驗室關於呼吸與腦狀態或情緒狀態互動方面，還有哪些你知道的例子？
我想讓大家理解，當我們說呼吸影響情緒與認知狀態時，影響來源並不只是來自 pre‑Bötzinger（pre‑Butzinger）核。
事實上還有好幾個其他部位，讓我大致說明一下。
一個是嗅覺。當你在呼吸時，吸氣與呼氣會使鼻腔黏膜產生信號，這些信號回到嗅球，嗅球的活動受呼吸節律調制。嗅球對大腦多個部位有深遠的影響和投射。因此，這種氣流在鼻腔內來回的節律性運動會產生一個包含呼吸調制成份的信號送入大腦。
另一個可能來源是迷走神經。迷走神經是一條包含來自各內臟的傳入纖維（afferents）的主要神經。傳入纖維就是向中樞傳送訊號。它也有從腦幹下行的訊號，稱為傳出纖維（efferents），但它接收大量來自肺和腸的訊號，這些訊號上行到腦幹。肺裡有非常強大的感受器，對肺的擴張與放鬆有反應。所以如果你去記錄迷走神經會看到，由於肺的機械性變化有很大的呼吸節律調制。
之所以有趣，是因為在某些難治性憂鬱症的治療中，迷走神經電刺激可以提供巨大的緩解。為什麼會這樣還有待研究，但很明顯迷走神經中的訊號，至少是人為的刺激，能對減輕憂鬱有正面效果。因此在正常情況下，來自迷走神經的節律也很可能在正常處理過程中扮演角色。
好，我繼續說。
二氧化碳與氧氣濃度。一般情況下你的氧氣濃度是沒問題的，除非你去到高海拔，否則不會變化太多。但二氧化碳（CO2）濃度即使隨著整體呼吸做了相對較小的改變也會變動不少，這會改變你的 pH 值。我有一位同事 Alicia Marat，正在處理焦慮患者的治療。很多患者會過度換氣（過度呼吸），結果二氧化碳濃度偏低。她發展出一種治療法，訓練這些人慢下來呼吸，將 CO2 恢復到正常水平，進而減緩焦慮。所以 CO2 濃度——雖然逐次呼吸會有波動，但作為一個持續性的背景變數——若長期改變，我們知道高度升高的 CO2 會引發恐慌發作。你的身體對呼吸的控制非常敏感，像是你每分鐘呼吸多少，很大程度是由 CO2 濃度決定的。所以即便 CO2 有小幅度的變化，也會顯著影響你的通氣量。這不僅改變了你的通氣，也會影響你的腦狀態。
我想稍作休息並感謝我們的贊助商 Eight Sleep。
Eight Sleep 製造具有冷卻、加熱與睡眠追蹤功能的智慧床墊套。確保睡眠環境溫度正確，是獲得良好睡眠的最佳方式之一。因為要入睡並維持深度睡眠，你的體溫實際上需下降大約一到三度；而要醒來感到精神充沛，你的體溫要上升大約一到三度。Eight Sleep 會自動根據你的個別需求，在整晚自動調節床的溫度。我使用 Eight Sleep 的床墊套差不多已近五年，完全改變並提升了我的睡眠品質。
Eight Sleep 最新款是 Pod 5，這正是我現在在使用的，我非常喜歡。它有很多令人印象深刻的功能。例如 Pod 5 有一項叫 Autopilot 的功能，這是一個會學習你睡眠模式的 AI 引擎，然後在不同睡眠階段調整睡眠環境的溫度。它甚至會在你打鼾時抬高你的頭部，並做其他調整以優化睡眠。如果你想試用 Eight Sleep，請到 eightsleep.com/Huberman 可在 Pod 5 Ultra 上最多省下 700 美元。這是 Eight Sleep 一年中最大的促銷，從現在開始到 2025 年 12 月 1 日。Eight Sleep 可運送至全球多個國家，包括墨西哥與阿聯酋。再提醒一次，請到 eightsleep.com/Huberman，從現在到 2025 年 12 月 1 日最多可省 700 美元。
回到主題，另一個會影響呼吸練習如何改變你情緒狀態的因素，純粹是發出指令的那個過程，因為呼吸練習涉及你對呼吸的自主控制。因此會有一個來自某處運動皮質（motor cortex）的信號。
當然，這不會回到 pre-Butzinger 的狀態，但它也會向其他地方發出側枝（collaterals）訊號。那些側枝顯然會影響你的情緒狀態。
所以我們有相當多不同的潛在來源，彼此並非互相排他。大腦和身體的其他哪些特徵——像是眨眼、眼球運動、編碼聲音的能力，或任何與我們的功能、動作與知覺方式以有趣方式與呼吸協調的特徵——有哪些？幾乎所有東西。
例如在自主神經方面，我們有呼吸性竇性心律變異（respiratory sinus arrhythmia）。也就是在呼氣時心跳會變慢。你的瞳孔會隨著呼吸週期震盪。你的恐懼反應也會被牽動。
拿憂鬱來說。你可以把憂鬱想像成在某個迴路中不斷運轉的活動。因為在神經系統裡是連續的，訊號不斷重複就會變得越來越強，強到你無法把它打斷。我是說，我們大家都有可能在某個時候感到沮喪，但如果它不是持續性的、不是長期存在的，我們通常能把它打破。
當然也有極端方式可以打斷它。我們可以做電痙攣療法（electroconvulsive shock），對整個大腦施以電刺激，擾亂整個大腦的活動。當迴路開始重組時，因為之前被擾亂過，我們知道當腦內訊號被稍微打亂時，連結可以被削弱；若被削弱的正是涉及憂鬱的那段迴路，我們可能會得到一些緩解。電痙攣療法確實能緩解許多類型的憂鬱。局部的深腦刺激也是類似道理，但更局部；或是經顱刺激也是如此。你是在擾亂一個網絡，而在它重新組合的過程中，有些連結可能被削弱。
如果呼吸在這個迴路中扮演某種角色，而我不是用一秒鐘的電擊去擾亂，而是用慢呼吸或其他呼吸練習持續 30 分鐘來擾亂，那些迴路就會開始逐漸瓦解，我會得到一些緩解。如果我持續在迴路重新建立之前做這種練習，我可以逐漸磨損那個迴路。我的比喻常是：就像走在泥土小徑上，你走久了會形成車轍，車轍越陷越深、出不來；呼吸的作用就是一點一滴把車轍填平，直到你可以爬出去。這是因為呼吸訊號在迴路運作中扮演某種角色；當你打亂它，迴路就會被稍微打亂。眾所周知，當迴路被擾亂時，神經系統會以某種方式嘗試調整。至少在呼吸的情況下，無論是出於某種演化原因或偶然，呼吸似乎能改善我們的情緒功能或認知功能，這是很幸運的事。
那麼你要如何把這些知識用在呼吸練習上？我發現用相對短的時段——大約五到二十分鐘的方形呼吸（box breathing）——能帶來極大的好處。非常簡單。我現在也在試另外兩種方法，純粹出於好奇與探索，因為它們可能透過不同的機制起作用，我想看看我的反應是否不同。
我有朋友和同事喜歡某些特定流派的練習，比如 Wim Hof。我覺得他做的事很棒，也吸引了很多人有興趣。我希望看到更多人來探索這些方法。某種程度上，如你所指出的，每天 30 分鐘；某些像 Wim Hof 的呼吸模式對新手來說可能有點嚇人。所以我希望能有非常簡單的方法讓人入門。我跟朋友說的通常是：試試看，五到十分鐘，看看你是否覺得好一點，連續做幾天。如果不喜歡就停，反正沒花錢。結果大多發現有幫助。
我經常會中斷一天的工作，花五到十分鐘做練習。比如如果我覺得有點疲乏，我認為有相當多資料顯示午餐後的表現會下降，所以我常在午餐後花五到十分鐘做呼吸練習。最近我的練習是方形呼吸，持續五到十分鐘：吸氣五秒、屏息五秒、吐氣五秒、屏息五秒。有時我會做加倍的，也就是每個階段十秒，因為我會覺得無聊，就想延長一點。這種練習我覺得非常有幫助。
你知道的，你是我少數公開承認會嘗試補充品的同事之一。我長期以來就是補充品的支持者。我認為各類化合物——處方、非處方、天然或合成——都有其效力。我不會亂用它們，但確實認為它們有力量。
你我在神經系統與補充品的興趣上有一個交集，那就是鎂（magnesium）。我在播客和其他場合無數次討論過鎂對睡眠、改善入睡過程等的幫助，但你對鎂的興趣稍有不同，你更關注它與認知功能以及認知功能耐久性的關係。你能否跟我們分享一點你對此的興趣從何而來？因為這是 Huberman Lab 的播客，我們常談補充品，那你把那些資訊如何應用呢？好，首先我要揭露一件事：我是名為 NeuroCenture 公司的科學顧問，而我的研究生 Kuo-Sung Liu 是該公司的執行長。有了這個說明，我可以提供一些背景。
郭松，雖然在我實驗室時是做呼吸方面的研究，但對學習與記憶有深厚的興趣。離開我實驗室後，他去史丹佛跟一位知名的學習與記憶專家迪克·陳（Dick Chen）一起工作。那結束後，他被麻省理工的田邊壽雄（Susumo Tanegawa）聘用——那位對記憶也很有研究的人。我在開玩笑。田邊因為免疫球蛋白的研究拿過諾貝爾獎，但同時也是一位世界級的記憶研究者。還不只如此，他很多面向。郭松是個非常好奇、非常聰明的人，他對神經元間訊號如何被強化很有興趣，這就是所謂的長期增強（long-term potentiation, LTP）。
其中一個提出的問題是：如果對一個神經元有輸入並且發生了LTP，當訊號較大或雜訊較小時，LTP會比較大嗎？我們可以想像在聽東西時，如果聲音比較大，我們聽得比較清楚；或者如果雜訊較少，也比較容易聽清楚。他想去研究這點。
所以他在海馬體神經元的組織培養裡做實驗。他發現，如果把所有神經元的背景活動降低，他誘發的LTP會變得更強。他做到這點的方法是提高培養液中鎂的濃度。他玩弄（調整）鎂的濃度，發現當鎂濃度升高時，LTP更多、更強。好，這是在組織培養中的觀察。我應該提到，「更多的LTP」基本上等於更多的神經可塑性、更多連結的重新組織。
他在動物身上做了測試。基本上，他做了對照組——一組餵正常飲食，另一組餵增加鎂的飲食。那些被鎂強化飼養的動物認知功能較好、壽命更長，幾乎具備你希望某種神奇藥丸能做到的一切。抱歉，我剛剛說的是老鼠／大鼠。
問題在於，你無法想像直接把這拿去用在人身上，因為大多數的鎂鹽不會被動地從腸道進入血液再進到大腦。它們是透過一種「載體」（transporter）通過。載體是在膜上的東西，它抓住一個鎂離子，並把它拉到膜的另一側。所以如果腸道有鎂，載體會把鎂拉進腸道上皮然後進入血液。普通藥房買得到的鎂補充劑並不容易通過腸道；即便你吃很多想把它推進血液，會引起腹瀉，所以不是個好方法。嗯，從某種角度說，倒也算是一種方法——抱歉，我忍不住。說得好。
於是他和一位很聰明的化學家Fay Mao（費茂）合作。費茂看了各種鎂化合物，發現magnesium threonate在通過腸─血腦屏障方面有效得多。當時他們沒意識到，但threonate是維生素C的一種代謝物，體內有很多threonate，所以magnesium threonate看起來是安全的。他們現在認為threonate部分的作用是強化載體，幫助鎂進入。記住，要把鎂送進去需要載體，從腸道到血液、到大腦、到細胞都需要。
他們在人體做了一項研究，委託了一家公司執行測試，這是種外包的、不直接由他們操刀的測試，就是那種大藥廠會請來替他們做試驗的公司。他們找的是被診斷為輕度認知功能衰退的人，這些人的認知障礙與年齡不相稱。用來衡量偏離程度的指標是斯皮爾曼的G因子（Spearman’s G factor），這是多數心理學家接受的一種廣義智力衡量方法。受試者的生理年齡大概是51歲，但根據斯皮爾曼G的測試，他們的認知年齡約是61歲。我要補充的是，斯皮爾曼G因子在族群中於20歲時達到一個基準，之後大約每年下降1%。所以很抱歉，我們已經不再是20歲了。但當你拿到一個分數，可以把它放在那條曲線上，看是否和你的年齡相符。按這個指標，這些人的認知大約比實際年齡老了10年。
長話短說，這是一項為期三個月、安慰劑對照、雙盲的研究。安慰劑組的人改善了約兩年（這對人類研究來說很常見，因為安慰劑效應）。服用該化合物的人平均改善了約八年，有些人甚至超過八年。他們並沒有進一步診斷導致這些衰退的分子機制，但效果相當、非常令人印象深刻。換句話說，這讓他們的認知更接近於生理年齡。
你還記得magnesium-3的劑量是多少嗎？那在論文中有寫，基本上就是該商品化配方所含的劑量。這個商品化的化合物由一個營養補充品批發商進貨，再賣給零售商，零售商可以做他們想要的劑型。但據我所知，那個劑量多數人很難耐受。我自己只吃一半劑量。我之所以只吃一半，是因為我量過血液中鎂的濃度，對我年紀來說是偏低但仍在正常範圍；我吃一半劑量後，變成偏高的正常值，我覺得待在正常範圍裡比較安心。不過很多人是吃全劑量的。以我現在的年紀，我不是想變得更聰明，而是想減緩退化。坦白說，我很難跟你保證它到底有沒有用。
當我把它推薦給我的朋友們——那些本性上傾向懷疑、甚至有些憤世嫉俗的學者們——並堅持要他們試試，他們通常不會回報認知功能有顯著改變，儘管有時會說：「嗯，我覺得比較清醒一些，身體動作也比較好。」
但很多人會說他們睡得比較好。
這也說得通。
我認為有充分證據顯示 3 和 8 可以加速入睡的轉換，甚至可能促進進入更深層的睡眠狀態。
這很有趣，因為在你我討論 3 和 8 之前，我並不知道它們有增強認知的效果。
但從機制的角度來看，這個說法是合理的，並把話題帶到一個更大也更重要的陳述上，那就是我非常感謝你對機制的重視。
我想這源自你早期作為物理學家的訓練，以及那種想要得到數據、並把事情精細解析的慾望。
我們今天討論了很多，我知道還有很多可以繼續討論的。
我會堅持以後要做第二集，但我真的想代表大量的人向你表達感謝，不只是感謝你今天在這個議題上投入的時間、精力、對細節的注意、準確性與清晰度，
還有我本該一開始就說的：你確實是這個領域的先驅，數十年來用現代工具研究呼吸與其底層機制。
我由衷地感謝你。這對我來說意義重大，我也知道對本播客的聽眾而言，能有像你在這個領域具有深度與嚴謹、既是科學家又是實務工作者的人來分享，意義非凡。
所以，謝謝你。我很感激這個機會，也很樂意隨時再來參與。
太好了。我們一定會再做。再次感謝你，Jack。再見。
我是安德魯·胡伯曼，現任史丹佛大學醫學院的神經生物學與眼科學教授。
現在是我和傑克·費爾德曼博士的對談時間。
感謝你今天來到節目。
很榮幸來到這裡，安德魯。
你是我在呼吸以及大腦與呼吸互動方面的首選諮詢對象。
遇到相關問題我都會找你。
那我們先從呼吸產生的機制談起吧？
在機械性的一面，這對每個人都很明顯：我們需要讓空氣流入，也就是吸氣，然後也要讓空氣流出。之所以需要這樣做，是因為身體代謝需要氧氣。當氧氣透過有氧代謝被利用時，會產生二氧化碳。我們必須排出所產生的二氧化碳，特別是因為二氧化碳會影響血液的酸鹼平衡，也就是pH值。所有活細胞對pH值都非常敏感，因此你的身體非常關心如何調節這個pH值。
那我們如何產生這個氣流？必須擴張肺部。當肺部被擴張，基本上就像你把一個氣球拉開，氣球內的壓力下降，空氣會流入。這會降低稱為肺泡的氣囊內的壓力，外面的氣壓比體內擴張時的壓力高，所以空氣會流入，這就是吸氣時的原理。
是什麼產生這個動作？主要的肌肉是膈肌，它位於肺部正下方。當你想吸氣時，膈肌收縮並向下拉。當它向下拉時，對肺部施加壓力，使肺部擴張。同時，肋廓會向上向外轉動，因此胸腔得以擴大。在正常靜息狀態下吸氣結束時，你只要放鬆，就像拉開一個彈簧然後鬆手，彈簧會回復。
這些活動起源於哪裡？是在腦幹的一個區域（也就是脊髓之上的那一塊區域），它對產生這種節律至關重要。這個區域稱為 pre-Butzinger 複合體。這個小區域在人類包含數千個神經元，位於身體兩側，並且協同工作。每一次呼吸都從這個區域的神經元開始活躍。那些神經元最終連接到支配膈肌和外肋間肌（外肋間肌位於肋骨之間）的運動神經元，讓它們啟動，產生這個吸氣動作。當 pre-Butzinger 複合體的神經元完成一波活動爆發後，吸氣就停止，接著因為肺和肋廓的被動回彈，你開始吐氣。
關於膈肌與肋間肌在鼻呼吸與口呼吸間的活化有沒有已知差異？
我覺得我們還沒有完全掌握答案。很明顯鼻呼吸與口呼吸有差別。在靜息時，傾向是用鼻子呼吸，因為一般正常呼吸所需的氣流透過鼻腔很容易管理。然而，當你的換氣需求增加時，例如運動期間，你需要移動更多空氣，此時會透過嘴巴，因為氣道比較大，因此可以移動較多的空氣。但在肋間肌和膈肌的層級上，它們的收縮幾乎不太在意鼻子或嘴巴是否張開。
我很高興跟大家分享，我所協助創立的馬黛茶飲品 Matina 現在已在全國各地的 Whole Foods 門市販售。長期收聽這個節目的聽眾都知道馬黛茶是我偏好的咖啡因來源。它提供平順的能量，不會讓你心悸，而且還有許多其他潛在好處，包括幫助調節血糖、改善消化、輕微抑制食慾等。Matina 是我嘗過的所有馬黛茶品牌中最喜歡的。我因為非常喜歡 Matina，決定成為該企業的部分所有者，並協助他們開發新系列產品，全部皆為零糖配方。這些零糖冷萃 Matina 口味都很棒。我每天至少喝三罐。你常會在我錄製播客時看到它們擺在桌上。我非常喜歡這個產品，也很自豪現在它能在 Whole Foods 販售。到全國各地的 Whole Foods 門市看看 Matina。它以最好的原料冷萃、零糖，味道也很棒。如果你附近沒有 Whole Foods，也可以在 drinkmatina.com 線上購買。
也許你能帶我們走一遍你們發現的，以及其他人也研究過的控制呼吸的大腦區域，pre-Butzinger 以及相關結構？
當我們發現 pre-Butzinger 時，我們以為它是所有節律性呼吸運動（吸氣與呼氣）的主要來源。後來在一系列實驗中，我們發現存在第二個振盪器，該振盪器參與產生我們稱為「主動呼氣」的動作。也就是這種主動的——
像是當我發出「噓」聲時。
對，或是在你開始運動時，你必須做出「哈、哈、哈、哈」那樣、實際把空氣用力吐出。這群在靜止時沉默的細胞突然變得活躍，來驅動那些肌肉。它看起來是一個位於面神經核周圍區域的獨立振盪器。當最初辨識到這個區域時，我們認為它是用來感測二氧化碳的，也就是我們所謂的中樞化學感受器。
也就是說，我們希望把二氧化碳濃度，特別是在大腦中的濃度，維持在相對穩定的水平，因為大腦對 pH 值的變化極為敏感。
如果二氧化碳發生很大的變動，腦內的 pH 也會大幅改變，這會把你的大腦——如果可以用技術術語——弄得失常。
所以你要去調節它。要在大腦中調節某件事的方法，就是在大腦裡放一個感受器。其他人基本上已經指出，腦幹的腹側表面，也就是腦幹朝這一側的部分，對此至關重要。然後我們在梯形核附近辨識出一個結構。這在任何神經解剖圖譜中都沒有名稱，所以我們就隨便抽了個名字，稱它為「後梯形核」（retrotrapezoid nucleus）。
如果從演化的角度回溯，很多難以理解的事在看神經系統的演化時會變得有意義。面部肌肉的控制可以追溯到較原始的生物，因為牠們必須用嘴把東西放進去以便覓食，所以我們稱之為「臉」的部分便逐漸發展出來。眼睛在那裡，嘴巴在那裡，包含運動神經元的核團及其許多控制系統多半在緊鄰的區域發展。因此如果想到臉部，你會發現周圍有很多次級核團在演化的不同時期扮演過各種角色。演化某個階段，面部肌肉可能在把液體往出往入口中移動或在口中移動空氣方面非常重要。因此，這些不同次級核團的一部分，在哺乳類中似乎參與了呼氣肌的控制。
但我們必須記住，哺乳類在呼吸方面非常特別，因為我們是唯一具有膈膜（隔膜，diaphragm）的脊椎動物類群。兩棲類和爬蟲類沒有隔膜。他們的呼吸方式不是主動吸氣、被動呼氣；反而是主動呼氣、被動吸氣，因為他們沒有強大的吸氣肌。演化的某個時間點出現了膈膜。膈膜令人驚奇的是其機械效率極高。
如果你看氧氣如何從體外進入血液，關鍵通道是通過肺的膜（肺泡是肺的一部分），血液流經毛細血管——循環系統中最小的血管——在那裡氧氣可以從充滿空氣的肺泡進入血液。關鍵在於表面積：表面積越大，通過的氧氣就越多。這完全是一個被動過程，並沒有什麼神奇的方法去推動氧氣進去。
那麼，如何在小小的胸腔裡塞入大量表面積？你從一條管子開始，也就是氣管。氣管分支，現在你有兩條管；再分支成四條，如此不斷分岔。在那些分支末端放一個小小的球體，也就是肺泡，而這就決定了表面積。接著你會面臨一個機械問題：你已有這麼大的表面積，必須能把它展開。想像你有一小塊方形的彈性膜，要把它拉開並不需要很多力，但如果把它展開到原來的五十倍，你就需要多得多的力。兩棲類因為無法產生很大的力氣，所以分支相對較少；所以如果你把他們肺裡所能包裝的表面積，與身體大小相比，就不太驚人。相較之下，哺乳類的分支量非常大，你會有四到五億個肺泡。因此你體內有一片約等於網球場三分之一大小的膜，每次呼吸都要把它展開。你做這件事時幾乎感覺不到用力，而那是因為你有一個了不起的肌肉——膈膜；由於它的位置，只要向下移動約二分之三英吋（約1.7 公分），就能把那片膜擴張足夠把空氣吸入肺中。
靜息時肺中的氣體容量大約是 2.5 公升，當你吸一口氣時大約多吸入 500 毫升（約半公升，差不多是我拳頭的一點大小）。你把容積增加了約 20%，但你是靠拉動這片約 70 平方公尺的膜來做到的。這就足以把足夠的新鮮空氣帶入肺內，與已存在的空氣混合，使血液中的氧分壓從大約 40 毫米汞柱升到約 100 毫米汞柱。擁有膈膜讓我們在機械上獲得了驚人的優勢。
你認為我們的大腦比其他哺乳類更大，部分是因為我們能把更多的氧氣帶入體內嗎？我會說，能發展出一顆對氧氣有連續需求且體積巨大的大腦，一個關鍵步驟就是有膈膜。沒有膈膜，你大概仍是兩棲類。
多年來，不論是在瑜伽課、某些呼吸訓練，或在網路上你常聽到「我們應該用膈膜呼吸」，也就是在呼吸時不是抬起肋骨和胸腔，而是讓腹部在吸氣時擴張，說這樣所謂「比較健康」或「比較好」。我不知道有哪項特定研究真正檢驗過膈膜式呼吸與非膈膜式呼吸在健康上的直接效益。但如果你不介意請我就我所知道的、關於膈膜式與非膈膜式呼吸的任何相關資訊發表評論，我想很多人會覺得有興趣。
在像呼吸練習這類的脈絡下，我對不同呼吸模式的效果有點持中立態度（agnostic）。
很明顯，有些模式會透過不同機制發揮作用，我們可以談談那些機制。
但在某個層面上，例如主要是否以橫膈膜活動、用腹部起伏來呼吸與否，
我個人並不堅持某一種。
我認為呼吸對情緒和認知所引起的變化，
其影響機制有不同的想法。
我不認為那主要是由你選擇使用哪一塊特定肌肉所決定，但那也可能只是我個人的偏見。
你能跟我們說說生理性嘆氣（physiological sighs）是什麼、目前已知的情況、你特別感興趣的點，以及它們有什麼用處嗎？
事實上我們大約每五分鐘就會嘆氣一次。
我建議任何覺得這個事實不可置信的人，躺在一個安靜的房間裡、正常地呼吸就好。
放鬆、放開、注意你的呼吸。
你會發現每幾分鐘，你會不由自主地做一次深吸——你無法阻止它，它就是會發生。
那為什麼會這樣？
我們得回到肺。
肺裡有大約五億個肺泡，而且它們非常微小，直徑大約兩百微米。
你可以把它們想成是充滿液體、由液體襯裡的構造。
之所以有液體襯裡，與其力學上的細節有關；這層液體稱為表面活性劑（surfactant），它讓肺泡較容易被拉伸。
肺泡有塌陷的傾向。雖然五億個肺泡不會以很高的速率全面塌陷，
但仍有一個緩慢而不可忽視的塌陷率；當肺泡塌陷後，就無法再吸收氧氣或排出二氧化碳，
等於被從氣體交換的方程式中拿掉了。
如果你有五億個肺泡，只損失十個沒關係；但如果持續塌陷，你可能會損失相當可觀的肺表面積。
一般的呼吸不足以把它們全部打開，但如果你做一次深長的吸氣，不論是用鼻子或嘴巴——並不重要——
或是增加肺容積、拉大肺部，它們大約每五分鐘就會被撐開一次。
所以我們每五分鐘做一次這樣的動作以維持肺部健康。
在早期的機械通氣（用來治療因呼吸肌無力的脊髓灰質炎患者）時，他們會把病人放進這些大型鋼製管室裡。
運作方式是讓體外壓力降低，這會對胸廓施加擴張壓力，胸廓擴張，然後肺被動擴張；
壓力回復到正常後，肺和胸廓也回復正常。
但當時死亡率相對較高，這是個謎。
其中一個解決方法是給更大的呼吸量（bigger breaths）；把每次呼吸的容量調大後，死亡率下降了。
直到大概五、六零年代，人們才發現不需要把每一次呼吸都加大，
而是每隔一段時間做一次較大的呼吸就夠了。
也就是說，平常維持幾分鐘的正常呼吸，然後來一口大吸氣，模仿生理上的節律；
這樣死亡率顯著下降。
如果你在醫院看一個使用呼吸器的人，注意觀察，每隔幾分鐘當你看到胸廓的起伏時，會有一次「超大吸氣」，
把肺泡撐開。
所以存在這樣的生理機制；就像肺塌陷時需要較大壓力才能把它撐開，肺泡也是一樣——需要較高的壓力，
一次一般的呼吸不足以做到，因此必須做一次較大的吸入。
而自然界的巧妙之處是，它不需要我們刻意去記得去做，它會自動每大約五分鐘發生一次。
我們很久就知道有些方法可以改善睡眠，包括可以服用的東西：
像是 magnesium threonate、theanine、洋甘菊萃取物和甘氨酸，
以及較少被人知道的藏紅花和纈草根（valerian root）。
這些都是臨床上支持的成分，能幫助你入睡、維持睡眠，以及讓你醒來時感覺更清新。
我很高興分享我們的長期贊助商 AG1 最近推出了一款名為 AGZ 的新產品，
一種夜間飲品，設計用來幫助你獲得更佳的睡眠，並讓你醒來時感覺非常恢復元氣。
過去幾年我與 AG1 團隊合作，一同打造這款新的 AGZ 配方。
它將對睡眠有幫助的成分以恰當比例整合在一包好喝的飲品裡，
省去你在廣大睡眠補充品領域中挖掘、找出正確劑量與適合自己的產品的繁複工作。
據我所知，AGZ 是市面上最完整的睡眠補充品之一。
我在睡前 30 到 60 分鐘服用它。順帶一提，它很好喝，
而且顯著提升了我睡眠的品質與深度。
這既是我的主觀感受，也是我透過睡眠追蹤所驗證的結果。
我很期待大家試試這款新的 AGZ 配方，好好享受更佳睡眠帶來的好處。
AGZ 有巧克力、巧克力薄荷和綜合莓果三種口味，我剛提到過，味道都非常好。
三種裡我最喜歡的是巧克力薄荷，但我其實都很喜歡。
如果你想試 AGZ，可以前往 drinkAGZ.com/Huberman 取得優惠。
再說一次，網址是 drinkAGZ.com/Huberman。
我們常聽到有人在使用各種藥物時發生過量，通常是因為他們停止了呼吸。
所以巴比妥類藥物，酒精與巴比妥合併使用，是吸毒者常見的死因之一，還有藥物的禁忌之類的問題。你常常會聽到名人因為把酒精和巴比妥混在一起而過世。
有沒有證據顯示在睡眠或深度放鬆、鎮靜狀態時出現的那些嘆息，能夠恢復大腦？因為你可以想像，如果這些嘆息因為某種藥物影響了相關腦區而無法發生，這可能就是造成窒息及死亡的一個原因。
如果你觀察任何哺乳動物走向所謂「自然死亡」的過程，他們的呼吸會變慢，會停下，然後會出現喘息。因此我們有「臨終喘息」這個說法。是非常大的吸氣動作。人們常把它描述成一種自我復甦的嘗試，也就是說你深吸一口氣，或許可以重新啟動那具引擎。我們還不知道喘息在多大程度上其實只是特別大的嘆息。如果你抑制了一個正遭受過量藥物影響個體的喘息能力，那麼原本可能能重新喚醒其呼吸的機制如果被阻斷，就不會恢復呼吸了。所以這當然是一個可能性。
我很想聽聽你對呼吸如何與腦中其他事物互動的看法。正如我們所知，當我們壓力大時，呼吸會改變；當我們快樂、放鬆時，呼吸也會改變。但同時，如果我們改變呼吸，在某種意義上我們也可以調整內在狀態。腦狀態與呼吸之間的關係是什麼？這是過去十年來一直吸引我的一個主題。我會說在那之前，我比較像各自為政，只關心呼吸節律如何被生成，並未太注意這些其他的東西。不知怎地，我開始對此感興趣，覺得或許可以在囓齒類動物身上研究這個問題。所以我們有了這個想法：要教老鼠冥想。你知道，那聽起來很可笑。但我們說，如果能做到，就可以實際研究這個過程。
所以我得到了一個啟動型補助，一個來自NCCIH的小型研究補助（R21）。NCCIH（國家補充與整合健康中心）——值得一提的是，這是一個很棒的機構。我們的政府投入大量的稅款，去研究像冥想、呼吸練習、補充品、草藥、針灸這類東西。我想這並不為人所知，政府做這件事真是很了不起，我認為值得肯定。
我完全同意你的看法。我認為很多人，包括許多科學家，會覺得這些東西太玄、沒有證據。但我們正越來越多地學到新東西。你知道，我們以前會嘲笑神經免疫學，很多我們曾經忽視的領域現在發現了新的東西。我認為這裡面確實有值得學習的珍貴發現。
最近我們有一個重大突破。我們找到一個實驗程序，可以讓清醒的老鼠把呼吸放慢。換句話說，不管牠們原本的呼吸速率是多少，我們都能把它放慢十倍，而且牠們能夠適應。我們每天做30分鐘，連續四週，就像一種呼吸練習。我們也有對照組，其他條件都一樣，但我們的操控沒有讓牠們的呼吸變慢。然後我們用一個標準的恐懼條件化實驗來測試，這是我和我的同事 Michael Fanzolo（他是恐懼研究的真正權威之一）一起做的。我們做了一個標準測試，把老鼠放在一個牠們擔心會收到電擊的情況，牠們的反應是凍結（freeze）。衡量牠們害怕程度的指標是牠們凍結的時間長短。如果對照組的凍結時間和普通老鼠相同，那經過我們那個程序的老鼠凍結得少得多。牠們減少凍結的程度，跟對杏仁核（amygdala，一個在恐懼處理中很重要的腦區）做大幅度操控時看到的效果相當。
我先打斷你一下，因為你在談論一個囓齒類動物研究，但我認為做囓齒類研究的好處是你可以深入機制。對於可能有人會想，我們已經知道冥想有這些好處了，為什麼還需要做機制性的科學研究？我想人們需要記住的一件事是，首先，儘管你可能覺得有很多人在冥想或做呼吸練習，但實際上遠遠更多的人並沒有這麼做。大多數人並不花任何時間做專門的呼吸練習或冥想。所以任何能夠激勵人們去做的方式都是好的。另一點是，我從來不太清楚到底需要多少冥想（或呼吸練習）才能產生真正的、實際的效果。有人說每天30分鐘、每天20分鐘、一週一次、兩次……找到改變神經迴路的最低或有效門檻，是我認為所有這些練習的聖盃。這只有透過你所描述的那種機制性研究才能決定。
我認為對很多人來說的一個問題是安慰劑效應。也就是說在人類中，他們可能會對某件事產生反應，即便該介入的機制與效果本身無關，所以很容易說冥想的反應有很大一部分是安慰劑效應。我的老鼠不相信安慰劑效應。所以如果我們能在老鼠身上顯示出真實存在的效應，那比起做再多的人體實驗更有說服力，因為在人類中對安慰劑效應的對照非常困難；在老鼠身上這不是問題。所以我認為單憑這一點就會是個巨大的訊息。
很好，確實是一個更中肯的觀點。
如果我沒聽錯的話，對這些老鼠來說，每天 30 分鐘的冥想，這種冥想——我們不知道牠們在想什麼。
是呼吸練習。
對。
所以就是呼吸練習。
因為大概牠們不會去想什麼第三眼、蓮花坐、漂浮之類的事。
牠們沒有被指示要做什麼。
即便有指示，牠們大概也不會照做。
所以每天 30 分鐘，呼吸被刻意放慢，或相對於牠們平常的呼吸模式變慢。
懂了。
因此恐懼中樞在某種程度上被改變，導致對足部電擊的恐懼反應縮短。
沒錯。
在你實驗室或其他實驗室關於呼吸與腦狀態或情緒狀態互動方面，還有哪些你知道的例子？
我想讓大家理解，當我們說呼吸影響情緒與認知狀態時，影響來源並不只是來自 pre‑Bötzinger（pre‑Butzinger）核。
事實上還有好幾個其他部位，讓我大致說明一下。
一個是嗅覺。當你在呼吸時，吸氣與呼氣會使鼻腔黏膜產生信號，這些信號回到嗅球，嗅球的活動受呼吸節律調制。嗅球對大腦多個部位有深遠的影響和投射。因此，這種氣流在鼻腔內來回的節律性運動會產生一個包含呼吸調制成份的信號送入大腦。
另一個可能來源是迷走神經。迷走神經是一條包含來自各內臟的傳入纖維（afferents）的主要神經。傳入纖維就是向中樞傳送訊號。它也有從腦幹下行的訊號，稱為傳出纖維（efferents），但它接收大量來自肺和腸的訊號，這些訊號上行到腦幹。肺裡有非常強大的感受器，對肺的擴張與放鬆有反應。所以如果你去記錄迷走神經會看到，由於肺的機械性變化有很大的呼吸節律調制。
之所以有趣，是因為在某些難治性憂鬱症的治療中，迷走神經電刺激可以提供巨大的緩解。為什麼會這樣還有待研究，但很明顯迷走神經中的訊號，至少是人為的刺激，能對減輕憂鬱有正面效果。因此在正常情況下，來自迷走神經的節律也很可能在正常處理過程中扮演角色。
好，我繼續說。
二氧化碳與氧氣濃度。一般情況下你的氧氣濃度是沒問題的，除非你去到高海拔，否則不會變化太多。但二氧化碳（CO2）濃度即使隨著整體呼吸做了相對較小的改變也會變動不少，這會改變你的 pH 值。我有一位同事 Alicia Marat，正在處理焦慮患者的治療。很多患者會過度換氣（過度呼吸），結果二氧化碳濃度偏低。她發展出一種治療法，訓練這些人慢下來呼吸，將 CO2 恢復到正常水平，進而減緩焦慮。所以 CO2 濃度——雖然逐次呼吸會有波動，但作為一個持續性的背景變數——若長期改變，我們知道高度升高的 CO2 會引發恐慌發作。你的身體對呼吸的控制非常敏感，像是你每分鐘呼吸多少，很大程度是由 CO2 濃度決定的。所以即便 CO2 有小幅度的變化，也會顯著影響你的通氣量。這不僅改變了你的通氣，也會影響你的腦狀態。
我想稍作休息並感謝我們的贊助商 Eight Sleep。
Eight Sleep 製造具有冷卻、加熱與睡眠追蹤功能的智慧床墊套。確保睡眠環境溫度正確，是獲得良好睡眠的最佳方式之一。因為要入睡並維持深度睡眠，你的體溫實際上需下降大約一到三度；而要醒來感到精神充沛，你的體溫要上升大約一到三度。Eight Sleep 會自動根據你的個別需求，在整晚自動調節床的溫度。我使用 Eight Sleep 的床墊套差不多已近五年，完全改變並提升了我的睡眠品質。
Eight Sleep 最新款是 Pod 5，這正是我現在在使用的，我非常喜歡。它有很多令人印象深刻的功能。例如 Pod 5 有一項叫 Autopilot 的功能，這是一個會學習你睡眠模式的 AI 引擎，然後在不同睡眠階段調整睡眠環境的溫度。它甚至會在你打鼾時抬高你的頭部，並做其他調整以優化睡眠。如果你想試用 Eight Sleep，請到 eightsleep.com/Huberman 可在 Pod 5 Ultra 上最多省下 700 美元。這是 Eight Sleep 一年中最大的促銷，從現在開始到 2025 年 12 月 1 日。Eight Sleep 可運送至全球多個國家，包括墨西哥與阿聯酋。再提醒一次，請到 eightsleep.com/Huberman，從現在到 2025 年 12 月 1 日最多可省 700 美元。
回到主題，另一個會影響呼吸練習如何改變你情緒狀態的因素，純粹是發出指令的那個過程，因為呼吸練習涉及你對呼吸的自主控制。因此會有一個來自某處運動皮質（motor cortex）的信號。
當然，這不會回到 pre-Butzinger 的狀態，但它也會向其他地方發出側枝（collaterals）訊號。那些側枝顯然會影響你的情緒狀態。
所以我們有相當多不同的潛在來源，彼此並非互相排他。大腦和身體的其他哪些特徵——像是眨眼、眼球運動、編碼聲音的能力，或任何與我們的功能、動作與知覺方式以有趣方式與呼吸協調的特徵——有哪些？幾乎所有東西。
例如在自主神經方面，我們有呼吸性竇性心律變異（respiratory sinus arrhythmia）。也就是在呼氣時心跳會變慢。你的瞳孔會隨著呼吸週期震盪。你的恐懼反應也會被牽動。
拿憂鬱來說。你可以把憂鬱想像成在某個迴路中不斷運轉的活動。因為在神經系統裡是連續的，訊號不斷重複就會變得越來越強，強到你無法把它打斷。我是說，我們大家都有可能在某個時候感到沮喪，但如果它不是持續性的、不是長期存在的，我們通常能把它打破。
當然也有極端方式可以打斷它。我們可以做電痙攣療法（electroconvulsive shock），對整個大腦施以電刺激，擾亂整個大腦的活動。當迴路開始重組時，因為之前被擾亂過，我們知道當腦內訊號被稍微打亂時，連結可以被削弱；若被削弱的正是涉及憂鬱的那段迴路，我們可能會得到一些緩解。電痙攣療法確實能緩解許多類型的憂鬱。局部的深腦刺激也是類似道理，但更局部；或是經顱刺激也是如此。你是在擾亂一個網絡，而在它重新組合的過程中，有些連結可能被削弱。
如果呼吸在這個迴路中扮演某種角色，而我不是用一秒鐘的電擊去擾亂，而是用慢呼吸或其他呼吸練習持續 30 分鐘來擾亂，那些迴路就會開始逐漸瓦解，我會得到一些緩解。如果我持續在迴路重新建立之前做這種練習，我可以逐漸磨損那個迴路。我的比喻常是：就像走在泥土小徑上，你走久了會形成車轍，車轍越陷越深、出不來；呼吸的作用就是一點一滴把車轍填平，直到你可以爬出去。這是因為呼吸訊號在迴路運作中扮演某種角色；當你打亂它，迴路就會被稍微打亂。眾所周知，當迴路被擾亂時，神經系統會以某種方式嘗試調整。至少在呼吸的情況下，無論是出於某種演化原因或偶然，呼吸似乎能改善我們的情緒功能或認知功能，這是很幸運的事。
那麼你要如何把這些知識用在呼吸練習上？我發現用相對短的時段——大約五到二十分鐘的方形呼吸（box breathing）——能帶來極大的好處。非常簡單。我現在也在試另外兩種方法，純粹出於好奇與探索，因為它們可能透過不同的機制起作用，我想看看我的反應是否不同。
我有朋友和同事喜歡某些特定流派的練習，比如 Wim Hof。我覺得他做的事很棒，也吸引了很多人有興趣。我希望看到更多人來探索這些方法。某種程度上，如你所指出的，每天 30 分鐘；某些像 Wim Hof 的呼吸模式對新手來說可能有點嚇人。所以我希望能有非常簡單的方法讓人入門。我跟朋友說的通常是：試試看，五到十分鐘，看看你是否覺得好一點，連續做幾天。如果不喜歡就停，反正沒花錢。結果大多發現有幫助。
我經常會中斷一天的工作，花五到十分鐘做練習。比如如果我覺得有點疲乏，我認為有相當多資料顯示午餐後的表現會下降，所以我常在午餐後花五到十分鐘做呼吸練習。最近我的練習是方形呼吸，持續五到十分鐘：吸氣五秒、屏息五秒、吐氣五秒、屏息五秒。有時我會做加倍的，也就是每個階段十秒，因為我會覺得無聊，就想延長一點。這種練習我覺得非常有幫助。
你知道的，你是我少數公開承認會嘗試補充品的同事之一。我長期以來就是補充品的支持者。我認為各類化合物——處方、非處方、天然或合成——都有其效力。我不會亂用它們，但確實認為它們有力量。
你我在神經系統與補充品的興趣上有一個交集，那就是鎂（magnesium）。我在播客和其他場合無數次討論過鎂對睡眠、改善入睡過程等的幫助，但你對鎂的興趣稍有不同，你更關注它與認知功能以及認知功能耐久性的關係。你能否跟我們分享一點你對此的興趣從何而來？因為這是 Huberman Lab 的播客，我們常談補充品，那你把那些資訊如何應用呢？好，首先我要揭露一件事：我是名為 NeuroCenture 公司的科學顧問，而我的研究生 Kuo-Sung Liu 是該公司的執行長。有了這個說明，我可以提供一些背景。
郭松，雖然在我實驗室時是做呼吸方面的研究，但對學習與記憶有深厚的興趣。離開我實驗室後，他去史丹佛跟一位知名的學習與記憶專家迪克·陳（Dick Chen）一起工作。那結束後，他被麻省理工的田邊壽雄（Susumo Tanegawa）聘用——那位對記憶也很有研究的人。我在開玩笑。田邊因為免疫球蛋白的研究拿過諾貝爾獎，但同時也是一位世界級的記憶研究者。還不只如此，他很多面向。郭松是個非常好奇、非常聰明的人，他對神經元間訊號如何被強化很有興趣，這就是所謂的長期增強（long-term potentiation, LTP）。
其中一個提出的問題是：如果對一個神經元有輸入並且發生了LTP，當訊號較大或雜訊較小時，LTP會比較大嗎？我們可以想像在聽東西時，如果聲音比較大，我們聽得比較清楚；或者如果雜訊較少，也比較容易聽清楚。他想去研究這點。
所以他在海馬體神經元的組織培養裡做實驗。他發現，如果把所有神經元的背景活動降低，他誘發的LTP會變得更強。他做到這點的方法是提高培養液中鎂的濃度。他玩弄（調整）鎂的濃度，發現當鎂濃度升高時，LTP更多、更強。好，這是在組織培養中的觀察。我應該提到，「更多的LTP」基本上等於更多的神經可塑性、更多連結的重新組織。
他在動物身上做了測試。基本上，他做了對照組——一組餵正常飲食，另一組餵增加鎂的飲食。那些被鎂強化飼養的動物認知功能較好、壽命更長，幾乎具備你希望某種神奇藥丸能做到的一切。抱歉，我剛剛說的是老鼠／大鼠。
問題在於，你無法想像直接把這拿去用在人身上，因為大多數的鎂鹽不會被動地從腸道進入血液再進到大腦。它們是透過一種「載體」（transporter）通過。載體是在膜上的東西，它抓住一個鎂離子，並把它拉到膜的另一側。所以如果腸道有鎂，載體會把鎂拉進腸道上皮然後進入血液。普通藥房買得到的鎂補充劑並不容易通過腸道；即便你吃很多想把它推進血液，會引起腹瀉，所以不是個好方法。嗯，從某種角度說，倒也算是一種方法——抱歉，我忍不住。說得好。
於是他和一位很聰明的化學家Fay Mao（費茂）合作。費茂看了各種鎂化合物，發現magnesium threonate在通過腸─血腦屏障方面有效得多。當時他們沒意識到，但threonate是維生素C的一種代謝物，體內有很多threonate，所以magnesium threonate看起來是安全的。他們現在認為threonate部分的作用是強化載體，幫助鎂進入。記住，要把鎂送進去需要載體，從腸道到血液、到大腦、到細胞都需要。
他們在人體做了一項研究，委託了一家公司執行測試，這是種外包的、不直接由他們操刀的測試，就是那種大藥廠會請來替他們做試驗的公司。他們找的是被診斷為輕度認知功能衰退的人，這些人的認知障礙與年齡不相稱。用來衡量偏離程度的指標是斯皮爾曼的G因子（Spearman’s G factor），這是多數心理學家接受的一種廣義智力衡量方法。受試者的生理年齡大概是51歲，但根據斯皮爾曼G的測試，他們的認知年齡約是61歲。我要補充的是，斯皮爾曼G因子在族群中於20歲時達到一個基準，之後大約每年下降1%。所以很抱歉，我們已經不再是20歲了。但當你拿到一個分數，可以把它放在那條曲線上，看是否和你的年齡相符。按這個指標，這些人的認知大約比實際年齡老了10年。
長話短說，這是一項為期三個月、安慰劑對照、雙盲的研究。安慰劑組的人改善了約兩年（這對人類研究來說很常見，因為安慰劑效應）。服用該化合物的人平均改善了約八年，有些人甚至超過八年。他們並沒有進一步診斷導致這些衰退的分子機制，但效果相當、非常令人印象深刻。換句話說，這讓他們的認知更接近於生理年齡。
你還記得magnesium-3的劑量是多少嗎？那在論文中有寫，基本上就是該商品化配方所含的劑量。這個商品化的化合物由一個營養補充品批發商進貨，再賣給零售商，零售商可以做他們想要的劑型。但據我所知，那個劑量多數人很難耐受。我自己只吃一半劑量。我之所以只吃一半，是因為我量過血液中鎂的濃度，對我年紀來說是偏低但仍在正常範圍；我吃一半劑量後，變成偏高的正常值，我覺得待在正常範圍裡比較安心。不過很多人是吃全劑量的。以我現在的年紀，我不是想變得更聰明，而是想減緩退化。坦白說，我很難跟你保證它到底有沒有用。
當我把它推薦給我的朋友們——那些本性上傾向懷疑、甚至有些憤世嫉俗的學者們——並堅持要他們試試，他們通常不會回報認知功能有顯著改變，儘管有時會說：「嗯，我覺得比較清醒一些，身體動作也比較好。」
但很多人會說他們睡得比較好。
這也說得通。
我認為有充分證據顯示 3 和 8 可以加速入睡的轉換，甚至可能促進進入更深層的睡眠狀態。
這很有趣，因為在你我討論 3 和 8 之前，我並不知道它們有增強認知的效果。
但從機制的角度來看，這個說法是合理的，並把話題帶到一個更大也更重要的陳述上，那就是我非常感謝你對機制的重視。
我想這源自你早期作為物理學家的訓練，以及那種想要得到數據、並把事情精細解析的慾望。
我們今天討論了很多，我知道還有很多可以繼續討論的。
我會堅持以後要做第二集，但我真的想代表大量的人向你表達感謝，不只是感謝你今天在這個議題上投入的時間、精力、對細節的注意、準確性與清晰度，
還有我本該一開始就說的：你確實是這個領域的先驅，數十年來用現代工具研究呼吸與其底層機制。
我由衷地感謝你。這對我來說意義重大，我也知道對本播客的聽眾而言，能有像你在這個領域具有深度與嚴謹、既是科學家又是實務工作者的人來分享，意義非凡。
所以，謝謝你。我很感激這個機會，也很樂意隨時再來參與。
太好了。我們一定會再做。再次感謝你，Jack。再見。
In this Huberman Lab Essentials episode, my guest is Dr. Jack Feldman, PhD, a Distinguished Professor of Neurobiology at the University of California, Los Angeles, and a leading expert in the science of breathing.
We explain the mechanics of breathing and the neural circuits that generate and regulate our breathing rhythm. We also discuss how breathing patterns profoundly influence mental states, including their role in reducing anxiety and enhancing emotional resilience. Dr. Feldman also shares practical tools, such as box breathing for daily performance and magnesium L-threonate supplementation to support cognitive health and longevity.
Read the episode show notes at hubermanlab.com.
Thank you to our sponsors
AGZ by AG1: https://drinkagz.com/huberman
Mateina: https://drinkmateina.com/huberman
Eight Sleep: https://eightsleep.com/huberman
Timestamps
00:00:00 Jack Feldman
00:00:23 Breathing Mechanics, Diaphragm; Pre-Bötzinger Complex & Breath Initiation
00:03:25 Nose vs Mouth Breathing
00:04:23 Sponsor: Mateina
00:05:24 Active Expiration & Brain; Retrotrapezoid Nucleus
00:08:32 Diaphragm & Evolution; Lung Surface Area & Alveoli, Oxygen Exchange
00:12:56 Diaphragmatic vs Non-Diaphragmatic Breathing
00:14:23 Physiological Sighs: Frequency & Function; Polio & Ventilators
00:18:21 Sponsor: AGZ by AG1
00:19:52 Drug Overdose, Death & Gasps
00:21:38 Meditation, Slow Breathing & Fear Conditioning Study
00:25:28 Mechanistic Science in Breathwork Validation; Breath Practice & Reduced Fear
00:27:21 Breathing & Emotional/Cognitive State, Olfaction, Vagus Nerve
00:29:44 Carbon Dioxide, Hyperventilation & Anxiety
00:31:21 Sponsor: Eight Sleep
00:32:47 Breathing, Emotion & Autonomic Processes Coordination; Depression & Breath Practices
00:36:43 Tool: Breathwork Practices, Box Breathing, Tummo, Wim Hof
00:38:46 Magnesium L-Threonate & Cognitive Enhancement; Compound Refinement
00:44:28 Clinical Trial, Magnesium L-Threonate & Cognitive Improvements; Dose, Sleep
00:48:28 Acknowledgements
Learn more about your ad choices. Visit megaphone.fm/adchoices
Leave a Reply
You must be logged in to post a comment.