Die Atembewegungen, die den Brustkorb ausdehnen und zusammenziehen, werden von der Medulla oblongata gesteuert, einem Teil des Gehirns im hinteren Teil des Schädels, wo das Rückenmark seinen Ursprung hat. Das Rückenmark besteht aus Zellen und Nervenfasern, die Befehle an das Zwerchfell und die Zwischenrippenmuskeln übermitteln, um eine Kontraktion oder Entspannung der Muskelfasern zu bewirken.
In der Medulla oblongata gibt es zwei Atemkontrollzentren, die koordiniert arbeiten: Das eine stellt fest, ob überschüssiges Kohlendioxid im Blut vorhanden ist, und gibt Befehle zum Ausatmen; der zweite bestimmt die Sauerstoffmenge und reguliert die Atemfrequenz.
Auch das sogenannte „Schluckaufzentrum“ befindet sich im Gehirn. Schluckauf ist eine plötzliche Kontraktion des Zwerchfells und der Stimmbänder, die durch das Einatmen von zu viel Luft oder zu viel Essen und Trinken verursacht wird. Der charakteristische Ton entsteht, wenn sich die Epiglottis schließt oder wenn sich die Stimmbänder öffnen, wenn ausgeatmete Luft auf sie trifft.
Lachen wird auch durch eine Reihe plötzlicher Stöße des Zwerchfells verursacht, die dazu führen, dass Luft durch die Luftröhre aufsteigt und durch den Resonator strömt. Somit werden sowohl Schluckauf als auch Lachen vom Gehirn über die Atemzentren gesteuert.