我们的情绪和认知状态会影响呼吸。例如，当我们感到压力时呼吸就会急促、当我感到放松或专注时几乎不会觉察不到自己的呼吸。
同样，呼吸也可以影响日常生活中的情绪和认知，也可以影响焦虑、恐惧和恐慌等更极端/病理状况。简单来说，当我们警觉，瞳孔直径就会增加、反应速度加快、恐惧反应也会加剧；当我们集中注意力时，编码和检索记忆的能力更有效。具体而言，就像是下图所示，呼吸通过相互作用的大脑全局内在回路影响认知和情绪。
（a） 参与认知/情绪的前脑区域，例如PFC、杏仁核和海马体，可以通过来自各种来源的呼吸信号进行调节。
（b） 全局呼吸节律在几个大脑区域逐个循环的基础上，通过夹带局部神经元动力学和呼吸锁定局部场电位（LFP）调节行为（左），并通过受呼吸练习影响的可塑性（右）来调节行为。请注意，所有边界和投影都是示意性的，并不旨在表示神经元群体、区域或连接之间的实际解剖定位或关系。
呼吸文化
呼吸对情绪和认知的影响，具有极高的治疗潜力。
几千年来，人们一直利用瑜伽和太极这些古老的控制呼吸练习平衡情绪和减轻压力。
控制呼吸也有短期的好处，比如分娩时的拉玛泽生产呼吸法，它可以增强放松和减少疼痛感，或者可以急性改善恐慌发作。
短暂的干扰，也就是说，一次/几次深呼吸/叹息，也可以缓解日常的焦虑，例如，当查看自己的考试分数时，或者上台演讲前，就可以通过调节呼吸让自己放松。
临床应用
呼吸控制的应用正在从文化走向临床。
在临床中，我们可以训练患者调整呼吸的频率和深度调节呼吸的节奏，以达到有效地减少抑郁、焦虑和压力等负面情绪状态；减轻疼痛；改善内脏功能；改善情绪；以及加强学习的目的。
脑桥上的许多区域的局部场电位（local field potentials, LFPs）中存在广泛的呼吸调制振荡，因此，呼吸可以深刻影响啮齿类动物和人类的情绪和认知状态。
其工作假设是，这些呼吸节奏在对情绪、认知和记忆至关重要的网络中激活了神经元活动，对局部和不同大脑区域的信号处理和/或结合信息产生了影响，类似于其他的LFP振荡的作用。
脑神经科学解释
除了啮齿类动物的δ脑电波之外，无呼吸的大脑节律的跨度频率范围（δ：1-4 Hz；θ：4-8 Hz；α：8-12 Hz；β：13-30 Hz；γ：30-150 Hz）远高于休息时呼吸（人类：～0.2 Hz；啮齿类动物：～1-4 Hz）。
人类呼吸节律不同于α、β、δ、θ和γ振荡，因为它不仅持续存在于不同的基本目的，即气体交换，并且不必在大脑中单独产生；而且，还可以很容易地通过屏息时的意志、冥想时的缓慢呼吸或过度换气时的快速呼吸来调节。
简单地说，作为一种现成的低频信号，被大脑劫持的呼吸节律，用来满足其自身的信号处理需求。其结果是，呼吸节奏的意志变化可能被用来改变大脑自己的信号处理！
心理学家假设，缓慢的意志呼吸，如常规冥想练习（慢节律），甚至一次或几次深呼吸（急促节律），包括叹息，能够调节大脑子网络的时间动态，从而产生情绪或认知状态的变化。
六种不同的途径
呼吸可以通过6种途径，对那些和情绪和认知相关的脑桥结构产生影响。
第一和第二种途径通过对LC和KF/PBN产生影响，这两个脑桥部位是呼吸相关信号的强大中继。能够显著改变小鼠行为，让呼吸变慢，并且引导行为向平静的方向转移。增强的δ波，代表了精神状态的平静。
第三种是呼吸调节的嗅球振荡，并传递到了与情绪相关的大脑区域。该信号投射到整个大脑，有力地调节桥上LFP。即使在没有气味的情况下，这些信号也会持续存在，这表明嗅觉压力受体会产生并形成这种节律。在调节某些行为方面，鼻腔呼吸比口腔呼吸更有效。视觉空间任务、记忆回忆和惊喜在鼻呼吸的吸气过程中得到增强，但在口腔呼吸过程中没有发生。与口腔呼吸相比，鼻腔呼吸在巩固记忆方面似乎也更有效。
第四种途径是呼吸诱导的肺迷走神经传入活动的变化。刺激迷走神经传入可以有效缓解约50%对传统疗法无反应的患者的临床抑郁症状。
第五种途径来自于血气的变化，即，二氧化碳和氧气高于或低于正常值的显著偏差，会干扰情绪状态。血液中二氧化碳的异常高急性升高必然会导致恐慌发作样行为。在被诊断为恐慌症和其他一些焦虑症的患者中，约70%的患者出现了慢性血液CO2降低——低碳酸血症；通过呼吸练习将他们的血液二氧化碳含量提高到更正常的水平对焦虑有缓解作用。一次或几次深呼吸/叹气引起平静的效果，是由于二氧化碳的急剧降低导致。
第六，影响呼吸的下行意志命令与情绪和认知相关区域并列。呼吸练习受到源自控制呼吸肌肉的皮层的意志命令的影响。通过皮质内或皮质边缘投射的这些信号的效应复制，可能直接影响涉及情绪和认知的区域。
结语
当（边缘系统互连网络中的）特定动态活动状态长时间增强时，就会打破焦虑的持续性和网络动态模式，这样焦虑障碍就会减轻
如严重抑郁症，就需要用电休克或脑深部刺激进行干预。由于呼吸节律存在于与情绪相关的区域，如边缘系统，它们可能在信号处理和/或驱动焦虑的回路中发挥作用。
我们可以，动员患者的呼吸，破坏这些压力和焦虑的回路。当正常的呼吸模式发生显著改变时，参与焦虑通路的各种网络之间的信息门控将被破坏，如果长时间重复进行，可能会导致突触强度的长期变化，例如长期抑郁。
信号处理的变化可能是呼吸相关节律变化的直接影响，也可能是δ和γ等更快节律引起的变化的次要影响。
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