Zwei kleine Regionen im Hirnstamm, bestehend aus nur wenigen hundert Neuronen, regulieren das Seufzen. Zu diesem Ergebnis kommt eine Forschergruppe um Jack Feldman der University of California in Los Angeles. Indem sie den Seufz-Vorgang in Ratten aktiv manipulierten, zeigten sie, dass die in den beiden Hirnbereichen liegenden Neurone über zwei spezielle Botenstoffe miteinander kommunizieren und so einen Seufzer auslösen können.

Die beiden Regionen liegen im Atemzentrum des Gehirns. In der einen, der so gennanten parafazialen respiratorischen Gruppe (pFRG/RTN), fanden die Neurowissenschaftler Neurone, die die Botenstoffe Nmb und Grp produzieren. Diese werden von den Nervenzellen an Empfänger in der zweiten Hirnregion, dem Prä-Bötzinger-Komplex gesendet. Dort reagieren rund 200 Zellen auf die ankommenden Signale und lösen bei Erregung ein Seufzen aus. Der entsprechende Befehl besteht darin, dass der Prä-Bötzinger-Komplex nach einem normalen "Einatmenkommando" ein zweites hinterherschickt. In der Folge atmet das Tier besonders tief ein. Feldman und Kollegen untersuchten diesen Mechanismus, indem sie zum einen die Produktion von Nmb und Grp hemmten – dies führte zu einer starken Verringerung der Häufigkeit von Seufzern – und zum anderen, indem sie die beiden Botenstoffe in den Prä-Bötzinger-Komplex injizierten. So behandelte Ratten seufzten deutlich häufiger.

Seufzen führt zu einem gesteigerten Gasaustausch und sorgt vermutlich neben der Extraportion Sauerstoff für ein Wiederaufblähen der Lungenbläschen. In emotionalen Momenten seufzen wir bewusst, ein Seufzer entsteht allerdings wesentlich häufiger. Diese unbewussten tiefen Atemzüge geschehen bei uns Menschen spontan ungefähr alle fünf Minuten, bei Ratten noch häufiger. Die Wissenschaftler hoffen, den Mechanismus künftig komplett aufklären zu können, da noch immer unklar ist, warum wir beispielsweise in emotionalen Momenten häufiger und bewusster seufzen. Ob bei diesen emotionalen Seufzern, dieselben Seufz-Neurone aktiviert werden, wollen die Forscher untersuchen.