Перерезка на уровне I. Удаление коры головного мозга и мозжечка не оказывает заметного влияния на глубину и частоту ритмического дыхания. Если перед этой перерезкой или после нее пересечь блуждающий нерв, то это приводит к уменьшению частоты и к увеличению глубины дыхания.
     Перерезка на уровне II. Полная поперечная перерезка по нижней границе среднего мозга и по верхней границе Варолиева моста так же заметно не влияет на глубину и частоту ритмического дыхания. Если перед этой перерезкой или после нее пересечь блуждающий нерв, то это приводит к уменьшению частоты и к увеличению глубины дыхания.
     Результаты описанных перерезок позволяют предполагать, что информация, поступающая по афферентным волокнам блуждающих нервов, может использоваться структурами дыхательного центра, расположенными ниже среднего мозга, для управления частотой и глубиной дыхания.
     Перерезка на уровне III. Полная поперечная перерезка приблизительно на уровне между верхней третью и нижними двумя третями Варолиева моста, частота дыхания уменьшается, а глубина дыхания увеличивается. Эффект подобен тому, что наблюдался в первом эксперименте при пересечении блуждающих нервов. Однако если после перерезки на уровне III пересечь еще и блуждающие нервы, то можно наблюдать апнейстическое дыхание.
     Апнейстическим дыханием называют редкие затрудненные судорожные дыхательные движения с длительными паузами на высоте вдоха. Таким образом, без афферентной информации, поступающей по блуждающим нервам, и без влияния вышележащих структур, группа нейронов, расположенная в нижних двух третях моста чрезмерно активирует вдох и способствует возникновению апнейстического дыхания. На основании результатов этих экспериментов группу нейронов, расположенную в нижних двух третях моста, назвали апнейстическим центром (греч.: α-  - в сложных словах - не- + πυέω - дышать), а группу нейронов, расположенную в верхней трети моста (в составе околоплечевых ядер и ядер Kolliker-Fuse; Rudolph Albert von Kolliker, 1817-1905, швейцарский анатом, гистолог и физиолог) назвали пневмотаксическим центром (греч.: πυέω - дышать, τάξις - расположение в порядок, устроение). Пневмотаксический центр и апнейстический центр, получающий информацию по афферентным волокнам блуждающего нерва, координируют работу структур дыхательного центра, расположенных в продолговатом мозге. Поскольку при отделении структур, расположенных в Варолиевом мосту, от структур продолговатого мозга ритмическое дыхание сохраняется, можно предположить, что структуры дыхательного центра, расположенные в продолговатом мозге, являются ритмическими пейсмекерами, задающими ритм дыхательных движений. Пневмотаксический и апнейстический центры моста, вероятно, являются тоническими пейсмекерами, координирующими функцию ритмических пейсмекеров продолговатого мозга.
     Перерезка на уровне IV. При перерезке ствола мозга между нижним краем моста и продолговатым мозгом можно наблюдать дыхание в нерегулярном ритме. Заметно увеличивается вариативность как частоты, так и глубины дыхания. Последующая перерезка блуждающего нерва не оказывает заметного влияния на проявления предшествующей перерезки. Это приводит к предположению, что афференты блуждающего нерва направляются главным образом к структурам моста, но не к структурам продолговатого мозга.
     Перерезка на уровне V. Перерезка мозга по нижней границе продолговатого мозга приводит к полной остановке дыхания (апное) в конце выдоха. Это свидетельствует о том, что условием осуществления внешнего дыхания является целостность, по крайней мере структур продолговатого мозга, управляющих дыханием.
     Последующие исследования с использованием электрофизиологических и фармакологических методов позволили уточнить результаты экспериментов с перерезками мозга. Было установлено, что в продолговатом мозге имеются три группы нейронов, сконцентрированных в двух областях.
     Первая группа дыхательных нейронов продолговатого мозга - это передняя или вентральная группа дыхательных нейронов, см. 3, схема (ventral respiratory group, VRGventral respiratory group, VRG). Нейроны этой группы расположены рострально - в составе миндалевидного ядра (n. ambiguus) и каудально - в составе позадиминдалевидного ядра (n. retroambiguus).
     Вторая группа дыхательных нейронов продолговатого мозга - это задняя или дорзальная группа дыхательных нейронов, см. 4, схема (dorsal respiratory group, DRG), Эта группа нейронов, входит в состав ядер одиночного пучка (n. tractus solitarius, NTS). К нейронам вентральной и дорзальной группы по черепным нервам поступает непосредственная афферентная информация об объекте управления (аппарат внешнего дыхания), о среде, о результатах управления (напряжение кислорода и двуокиси углерода в крови). В составе обеих групп распределены нейроны, участвующие в управлении актом вдоха (инспираторные нейроны) и нейроны, участвующие в управлении актом выдоха (экспираторные нейроны). Совокупность инспираторных нейронов условились называть центром вдоха. Совокупность экспираторных нейронов условились называть центром выдоха. Центры вдоха и выдоха продолговатого мозга являются ритмическими пейсмекерами, организующими взаимодействие мотонейронов спинного мозга, иннервирующих дыхательные мышцы. Центры вдоха и выдоха координируются пневмотаксическим и апнейстическим центрами моста ствола головного мозга. Подчиненные отделам ствола мозга структуры, расположенные дистальнее ствола мозга, в спинном мозге, управляют сокращением дыхательных мышц. Мотонейроны спинного мозга не обладают самостоятельной ритмической активностью, управляющей чередованием вдоха и выдоха.
     Третья группа дыхательных нейронов продолговатого мозга - это хемочувствительные нейроны, расположенные у вентральной поверхности ствола мозга в области ретикулярной формации продолговатого мозга и моста. Хемочуыствительные нейроны нейроны воспринимают информацию о напряжении двуокиси углерода в интерстициальной жидкости. Эта информация используется дыхательным центром для формирования управляющих сигналов.
     Существует много предположений относительно деталей взаимодействия элементов дыхательного центра ствола мозга. Однако к настоящему времени определенными можно считать лишь общие суждения.
     В состоянии бодрствования нейроны дыхательного центра ствола мозга активируются тоническими пейсмекерами ретикулярной активирующей системы. Структуры дыхательного центра ствола мозга управляют непроизвольным внешним дыханием и рядом непроизвольных процессов, связанных с дыханием (чихание, кашель и т.д). Структуры ствола мозга управляются высшими отделами центральной нервной системы и участвуют в осуществлении произвольного дыхания, а также ряда процессов, связанных с дыханием, таких как речь, пение, игра на духовых инструментах и т.д.