Дыхательные движения, которые расширяют и сжимают грудную клетку, находятся под управлением продолговатого мозга, части головного мозга, расположенной в заднем отделе черепа, откуда берет начало спинной мозг. Спинной мозг состоит из клеток и нервных волокон, передающих диафрагме и межреберным мышцам команды, чтобы мышечные волокна сократились или расслабились.
В продолговатом мозге имеются два центра управления дыханием, которые работают координированно: один определяет, нет ли в крови избытка углекислого газа и подает команды на выдох; второй определяет количество кислорода и регулирует частоту вдохов.
В головном мозге также располагается так называемый «центр икания». Икота представляет собой резкое сокращение диафрагмы и голосовых связок, вызванное чрезмерным вдохом воздуха или излишней едой и питьем. Характерный звук возникает при закрытии надгортанника или при открытии голосовых связок, когда по ним ударяет выдыхаемый воздух.
Смех также вызывается рядом внезапных сотрясений диафрагмы, которые заставляют воздух подниматься по трахее и проходить через резонатор. Таким образом, и икота, и смех контролируются головным мозгом через дыхательные центры.