У 1885 році Казгюкій фізіолог НА. Миславський виявив, що в довгастому мозку знаходиться центр, що забезпечує зміну фаз дихання. Цей бульбарний дихальний центр розташований в медіальній частині ретикулярної формації довгастого мозку. Його верхня межа знаходиться нижче ядра лицьового нерва, а нижня - вище писального пера. Цей центр складається з струс і експіраторних нейронів. У перших нервові імпульси починають генеруватися незадовго до вдиху і тривають протягом всього вдиху. Трохи нижче розташовані експіраторние нейрони. Вони збуджуються до кінця вдиху і знаходяться в збудженому стані протягом всього видиху.
У інспіраторно центрі є 2 групи нейронів. це респіраторні # 945; - і # 946; нейрони. Перші збуджуються при вдиху. одночасно до # 946; -респіраторним нейронам надходять імпульси від експіраторних. Вони активуються одночасно з # 945; -респіраторнимі нейронами і забезпечують їх гальмування в кінці вдиху. Завдяки цим зв'язкам нейронів дихального центру вони знаходяться в реципрокних відносинах (тобто при порушенні струс нейронів експіраторние гальмуються і навпаки). Крім того, нейронам бульбарного дихального центру властиво явище автоматии - здатність навіть у відсутності нервових імпульсів від периферичних рецепторів генерувати ритмічні розряди биопотенциалов. Завдяки автоматии дихального центру відбувається мимовільна зміна фаз дихання. Автоматия нейронів пояснюється ритмічними коливаннями обмінних процесів в них, а також впливом на них вуглекислого газу.
Еферентні шляху від бульбарного дихального центру йдуть до мотонейронам дихальних міжреберних і діафрагмальних м'язів. Мотонейрони діафрагмальних м'язів знаходяться в передніх рогах 3-4 шийних сегментів спинного мозку, а міжреберних - в передніх рогах грудних сегментів. Внаслідок цього перерезка на рівні 1-2 шийних сегментів веде до припинення скорочень дихальних м'язів.
У передній частині варолиева моста також є групи нейронів, що беруть участь в регуляції дихання. Ці нейрони мають висхідні та спадні зв'язку з нейронами бульбарного центру. До них йдуть імпульси від його струс нейронів, а від них до експіраторним. За рахунок цього забезпечується плавний перехід від вдиху до видиху, а також координація тривалості фаз дихання. Тому при перерезке стовбура вище моста дихання практично не змінюється. Якщо він перерізується нижче моста, то виникає гаспінг - тривалий вдих змінюється короткими видихами. При перерезке між верхньою і середньою третиною моста - апнейзіс - дихання зупиняється на вдиху, що переривається короткими видихами. Раніше вважали що в мосту знаходиться пневмотаксіческій центр. Зараз цей термін не застосовується. Крім цих відділів ЦНС в регуляції дихання беруть участь гіпоталамус, лімбічна система, кора великих півкуль. Вони здійснюють більш тонку регуляцію дихання.