В экспериментах на животных с помощью перерезания мозга на различных уровнях установлено, что дыхательный центр расположен в стволе головного мозга. Регистрация электрической активности, раздражение отделов продолговатого мозга показали, что он состоит из дорсального и вентрального ядер. Нейроны этих ядер контактируют с ретикулярной формацией.
В дорсальном ядре постоянно возникают импульсы (инспираторная разряды), которые обусловливают вдох. Итак, здесь содержатся инспираторных нейронов. Эти импульсы возникают даже после перерезания всех афферентных нервов и мозга выше и ниже расположения дорсального ядра. Это свидетельствует о автоматизм инспираторных нейронов.
В дорсальном ядре различают 2 основных типа инспираторных нейронов: нейроны долин возбуждаются только при вдохе, нейроны ир получают импульсы от нейронов Иа и от рецепторов легких. Предполагают существование нейронов, которые тормозят возбуждение в Иа-нейронах. В дорсальном ядре есть и другие нейроны, которые последовательно возбуждаются в соответствующую фазу дыхания, передавая возбуждение друг другу. Например, одни инспираторных нейронов возбуждаются только в начале вдоха, другие - в конце подобное. В условиях спокойного дыхания залп импульсов усиливается в течение 2 с и заканчивается в течение следующих 3 с. Импульсы идут к центру диафрагмального нерва и центров, иннервирующих наружные межреберные мышцы. Вследствие этого объем легких увеличивается.
Вентральные ядро малоактивное во время спокойного дыхания. Оно начинает функционировать тогда, когда надо усилить вентиляцию легких (физическая работа, волнения и т.д.). В вентральном ядре содержатся как инспираторная, так и экспираторная нейроны. Последние обусловливают сокращения мышц во время выдоха, в частности мышц брюшного пресса.
В верхней части варолиева моста содержится пневмотаксичний центр, который лимитирует продолжительность вдоха, влияя таким образом на частоту дыхания. Импульсы идут от него к дорсального ядра и меняют продолжительность вдоха от 0,5 до 5 с. Изменяется обычно и длительность выдоха. Частота дыхания меняется в диапазоне от нескольких дыхательных циклов в течение I мин до 40 и более.
Некоторые авторы считают, что в нижнем отделе варолиева моста расположен еще один центр - апнейстичний. До сих пор не выяснена его физиологическая роль, но при некоторых заболеваниях может возникнуть апнейстичне дыхания - замедленный вдох, задержка дыхания на высоте вдоха и усиленный выдох.
