Зазвичай людина не помічає, як він дихає, тому що процес цей регулюється незалежно від його волі. В якійсь мірі, проте, дихання можна регулювати свідомо, про що ми і поговоримо нижче.

Мимовільну регуляцію дихання здійснює дихальний центр, що знаходиться в довгастому мозку (одному з відділів заднього мозку). Вентральна (нижня) частина дихального центру відповідальна за стимуляцію вдиху, її називають центром вдиху (інспнра-раторних центром). Стимуляція цього центру збільшує частоту і глибину вдиху. Дорсальна (верхня) частина і обидві латеральні (бічні) гальмують вдих і стимулюють видих; вони носять збірна назва центру видиху (експіраторного центру).

Дихальний центр пов'язаний з міжреберних м'язів міжреберними нервами, а з діафрагмою - діафрагмовим. Бронхіальне дерево (сукупність бронхів і бронхіол) иннервируется блукаючим нервом. Ритмічно повторюються нервові імпульси, що прямують до діафрагми і міжреберних м'язів забезпечують здійснення вентиляційних рухів.

Розширення легких при вдиху стимулює знаходяться в бронхіальному дереві рецептори розтягування (пропріоцептори) і вони посилають через блукаючий нерв все більше і більше імпульсів в експіраторний центр. Це на час пригнічує інспіраторний центр і вдих. Зовнішні міжреберні м'язи тепер розслабляються, еластично скорочується розтягнута легенева тканина - відбувається видих. Після видиху рецептори розтягування в бронхіальному дереві більше вже не піддаються стимуляції. Тому експіраторний центр відключається і вдих може початися знову.

Весь цей цикл безперервно і ритмічно повторюється протягом всього життя організму. Форсоване дихання здійснюється за участю внутрішніх міжреберних м'язів.

Основний ритм дихання підтримується дихальним центром довгастого мозку, навіть якщо всі вхідні в нього нерви перерізані. Однак у звичайних умовах на цей основний ритм накладаються різні впливи. Головним фактором, що регулює частоту дихання, служить не концентрація кисню в крові, а концентрація С0 2. Коли рівень С0 2 підвищується (наприклад, при фізичному навантаженні), наявні в кровоносній системі хеморецептори каротидного і аортальних тілець посилають нервові імпульси в інспіраторний центр. У самому довгастому мозку також є хеморецептори. Від инспираторного центру через діафрагмальний і міжреберні нерви надходять імпульси в діафрагму і зовнішні міжреберні м'язи, що веде до їх більш частого скорочення, а отже, до збільшення частоти дихання. Накопичення в організмі С0 2 може завдати великої шкоди організму.

При з'єднанні С0 2 з водою утворюється кислота, здатна викликати денатурацію ферментів та інших білків. Тому в процесі еволюції у організмів виробилася дуже швидка реакція на будь-яке підвищення концентрації С0 2. Якщо концентрація С0 2 в повітрі збільшується на 025%, то легенева вентиляція подвоюється. Щоб викликати такий же результат, концентрація кисню в повітрі повинна знизитися з 20% до 5%. Концентрація кисню теж впливає на дихання, проте в звичайних умовах кисню завжди буває достатньо, і тому його вплив відносно невелике. Хеморецептори, що реагують на концентрацію кисню, розташовуються в довгастому мозку, в каротидних і аортальних тільцях, так само, як і рецептори С0 2.

У відомих межах частота і глибина дихання можуть регулюватися довільно, про що свідчить, наприклад, наша здатність «затамувати подих». До довільної регуляції дихання ми вдаємося при форсованому диханні, при розмові, співі, чханні і кашлі.

В цьому випадку імпульси, що виникають в півкулях головного мозку, передаються в дихальний центр, Який і виконує відповідні дії.

Регуляція вдиху за допомогою рецепторів розтягування і хеморецепторів являє собою приклад негативного зворотного зв'язку. Довільна активність півкуль головного мозку здатна подолати дію цього механізму.