У людини дихальні рухи вперше починаються у плода (на початку III триместру Вагітності ). Ці дихальні рухи носять періодичний і нерегулярний характер. Сучасні дослідження свідчать про те, що дихальні рухи плода ініціюються пропріобульбарнимі інспіраторним пейсмекерних клітинами вентральної дихальної групи, розташованими поблизу нейронів комплексу Бетзінгера ( Пребетзінгерова область ). Ці нейрони мають двома унікальними властивостями.
Мембрана нейронів здатна до спонтанної деполяризації і, коли їх мембранний потенціал досягає порогу збудження, нейрони генеруютькороткий залп потенціалів дії. Другим властивістю мембрани пейсмекерних нейронів дихального центру є механізм акомодації, Тобто самообмеження електричної активності. Цей механізм є гиперполяризацию мембранного потенціалу нейрона під впливом наростаючого вхідного струму іонів хлору та формування декрементного патерну електричної активності. В результаті протягом короткого відрізка часу нейрони здатні самостійно припиняти свою електричну активність. Розряди електричних імпульсів по аксонах дихальних нейронів поширюється до мотонейронам спинного мозку і викликають через них скорочення діафрагми і зовнішніх міжреберних м'язів у плода.
Внутрішньоутробні ритмічні скорочення інспіраторних м'язів у плода сприяють розвитку в нього апарату зовнішнього дихання до моменту народження. Перший вдих новонародженого і дихання в першу добу після народження, як і раніше обумовлені спонтанної пейсмекерной активністю пропріобульбарних нейронів вентральної дихальної групи дихального центру.
У дорослих ссавців тварин походження дихального ритму пояснюють двома теоріями, які засновані на пейсмекерной гіпотезі і гіпотезі нейронної мережі. Згідно з першою, дихальний ритм виникає в пейсмекерних пропріобульбарних дихальних нейронах пребетзінгеровой області. Потім залпи нервових імпульсів від пейсмекерних нейронів передаються іншим типам нейронів дихального центру, за участю яких виникає відповідний ритм дихальних рухів.
За цим критерієм класифікують: повні інспіраторний з наростаючою активністю (1), експіраторние нейрони з наростаючою активністю (2), ранні інспіраторний нейрони з декрементной активністю (3), пізні інспіраторний нейрони з наростаючою активністю (4), експіраторние або постінспіраторние нейрони з декрементной активністю (5), повні інспіраторний нейрони з постійною активністю (6).
Походження дихального ритму за участю нейронної мережі дихального центру пояснюють функцією синаптичних зв'язків між різними типами дихальних нейронів. Основним проявом синаптичних зв'язків є взаємне гальмування між групами нейронів протилежних фаз дихального циклу. Другим властивістю рітмгене-рірующей нейронної мережі є наявність в ній хоча б одного типу дихальних нейронів, збудлива мембрана яких володіє механізмом акомодації, тобто самообмеження електричної активності. У дихальному центрі дорослих тварин є два типи дихальних нейронів, що володіють аккомодатівной механізмом: ранні інспіраторний і постсінспіраторние (рис. 10.22).
Обидва типи нейронів взаємно гальмують один одного і всі інші типи нейронів дихального центру в період, коли активні або ранні інспіраторний нейрони, або постінспіраторние нейрони. Ключова роль в дихальному рітмогенезе ранніх інспіраторних нейронів з декрементним типом активності полягає в ініціації дихального ритму, а саме вдиху. З моменту початку розряду цього типу нейронів, завдяки механізму самообмеження активності ранніх інспіраторних нейронів, припиняється їх гальмівну дію на інші типи інспіраторних нейронів дихального центру. В результаті відбувається активація інспіраторних нейронів (повних і пізніх) і виникає фаза вдиху. Як тільки вдих вимикається (функція центрів мосту і ядер блукаючого нерва), активуються постінспіраторние нейрони з декрементним типом активності і починається фаза видиху. Завдяки механізму самообмеження активності постінспіраторние нейрони поступово припиняють гальмівну дію на експіраторние нейрони з наростаючою активністю і на ранні інспіраторний нейрони. З моменту активації останніх припиняється фаза видиху і починається чергова фаза вдиху.