呼吸的基本中枢位于脑干，特别是延髓和脑桥部分。呼吸运动是一种复杂但有序的生理过程，它不仅受到大脑高级中枢的调控，还受到一系列基本呼吸控制中心的精确管理。
在延髓中，存在两个主要的呼吸神经元群：吸气神经元群和呼气神经元群。吸气神经元群主要负责启动和维持吸气动作，而呼气神经元群则负责终止吸气并启动呼气动作。这两个神经元群通过交替活动来产生有规律的呼吸模式。延髓中的这些呼吸神经元通过释放特定的神经递质来与脊髓和脑干其他区域的神经元进行交流，从而协调呼吸肌肉的活动。
脑桥在呼吸调节中也扮演着重要角色，尤其是在调整呼吸节律方面。脑桥中的长吸气中枢能够延长吸气时间，而呼吸调整中枢则参与调节呼吸频率和深度。此外，脑桥还能接收来自大脑皮层和其他感觉器官的信息，并据此调整呼吸模式，使其适应不同的生理需求或环境条件。
除了脑干的这些基本呼吸控制中心外，大脑皮层等高级中枢也可以对呼吸运动产生影响。例如，在情绪激动、剧烈运动等情况下，大脑皮层会通过下行通路调节延髓和脑桥的呼吸控制中心，进而改变呼吸频率和深度。这种调节机制使得呼吸能够根据个体的实际需要作出快速反应，确保机体获得足够的氧气供应并及时排出二氧化碳。
