El centro respiratorio es una estructura compleja regulada por mecanismos neurohumorales. Algunas de las pruebas que se utilizan para su estudio se basan en la valoración de la respuesta ventilatoria a la hipoxia o la hipercapnia. La respuesta a la hipoxia se realiza disminuyendo progresivamente la concentración de oxígeno manteniendo las condiciones de isocapnia. Esta prueba mide principalmente la eficacia de los cuerpos carotídeos que son estructuras muy sensibles a la hipoxemia. Los quimior-receptores centrales son estudiados mediante la estimulación con anhídrido carbónico. Mientras que la respuesta ventilatoria en sujetos sanos a la hipoxemia es curvilínea, la del dióxido de carbono es lineal (figura 3.4).
El impulso ventilatorio, esto es, la descarga aferente de las neuronas respiratorias, puede estudiarse mediante la P0,1. Esta prueba se realiza con el paciente conectado a una boquilla que tiene una válvula que permite separar la inspiración de la espiración. Durante la espiración, la válvula de inspiración se cierra sin conocimiento del paciente, de tal forma que al inicio de la inspiración, en lugar de inspirar aire genera una presión negativa. Esta presión negativa durante los primeros 100 milisegundos de oclusión (P0,1) representa la fuerza de los músculos inspiratorios en respuesta al estímulo neuronal que se genera en el centro respiratorio. Esta prueba precisa que los pulmones sean normales, pues la presencia de un volumen de reposo elevado puede afectar la determinación de la P0,1. Finalmente, el estudio del ciclo respiratorio, y más concretamente la relación volumen corriente/tiempo inspiratorio (Vi/Ti), equivalente a flujo inspiratorio medio, se considera una medida del estímulo inspiratorio, y la relación tiempo inspiratorio/tiempo total (Ti/Tt) refleja el marcapasos del centro respiratorio. Esta prueba es adecuada siempre que el paciente posea una mecánica respiratoria normal.