Why Circular Breathing Changes Consciousness: The Role of CO₂, the Brain, and the Breath

By Juliet Wilkins, Coherence Alchemy 

One of the questions I am often asked as a Transformational Breathwork facilitator is: 

“What is actually happening in the brain during breathwork?” 

Many people describe profound experiences during a breath session. They report emotional 

releases, spontaneous insights, vivid memories, heightened intuition, and a deep sense of 

connection that feels difficult to explain through ordinary thinking alone. 

While breathwork is often spoken about in spiritual terms, there are also fascinating 

physiological processes occurring beneath the surface. Understanding these mechanisms can 

help us appreciate why something as simple as breathing can have such a powerful effect on 

consciousness. 

Breath: More Than Oxygen 

Most people assume that the primary purpose of breathing is to bring oxygen into the body. 

While oxygen is essential, there is another player that deserves equal attention: 

Carbon dioxide (CO₂). 

Contrary to popular belief, CO₂ is not merely a waste gas. It plays a critical role in regulating: 

•Blood vessel dilation 

•Oxygen delivery to tissues 

•Nervous system function 

•Blood pH 

•Cerebral blood flow 

In many ways, CO₂ acts as one of the body’s master regulators. 

What Happens During Circular Breathing? 

In Transformational Breathwork, practitioners often use a continuous, connected breathing 

pattern with no pause between the inhale and exhale. 

As breathing becomes deeper and more rhythmic, the body may begin to release carbon dioxide 

faster than it is being produced. This temporary reduction in CO₂ is known as hypocapnia. 

As CO₂ levels shift, several physiological changes may occur: 

•Temporary changes in blood pH 

•Constriction of some blood vessels 

•Altered patterns of cerebral blood flow 

•Tingling sensations in the hands, feet, or face 

•Changes in sensory perception 

•Increased emotional access 

These experiences are common during breathwork and are generally a reflection of the body’s 

response to the altered breathing pattern. 

The Frontal Lobe and the Thinking Mind 

The prefrontal cortex, located behind the forehead, is often referred to as the brain’s executive 

center. 

It is responsible for functions such as: 

•Planning 

•Analyzing 

•Judging 

•Organizing 

•Self-monitoring 

•Maintaining our internal narrative 

This region is incredibly useful for navigating everyday life. However, it can also become the 

seat of overthinking, self-criticism, worry, and repetitive mental loops. 

Many participants report that during breathwork, this constant mental chatter begins to soften. 

The experience is often described as: 

•Moving from thinking to feeling 

•Dropping out of the head and into the body 

•Accessing intuition 

•Feeling more present 

•Experiencing greater emotional authenticity 

While researchers are still exploring the exact mechanisms involved, studies examining 

meditation, flow states, prayer, and altered states of consciousness suggest that shifts in breathing 

and nervous system activity can temporarily change the dominance of executive brain networks. 

In simple terms: 

The analytical mind relaxes its grip. 

Why Insight Often Emerges 

When the constant activity of the thinking mind begins to quiet, many people discover that 

deeper layers of awareness become accessible. 

During breathwork, individuals frequently report: 

•Long-forgotten memories 

•Emotional breakthroughs 

•Creative inspiration 

•New perspectives on old problems 

•A greater sense of connection to themselves and others 

This does not necessarily occur because the brain is working harder. 

Rather, it may occur because habitual patterns of thinking are temporarily interrupted. 

The wisdom that emerges is often not analytical in nature. It is experiential. 

It is felt before it is understood. 

The Bridge Between Science and Spirit 

As someone who has spent decades exploring both the science of the body and the mysteries of 

consciousness, I find breathwork uniquely positioned at the intersection of these worlds. 

The breath influences our physiology in measurable ways. It changes blood chemistry, affects the 

nervous system, and alters patterns of brain activity. 

At the same time, it can open the door to experiences of meaning, insight, healing, and 

connection that many describe as profoundly spiritual. 

The science helps us understand the mechanism. 

The experience helps us understand ourselves. 

The Coherence Alchemy Perspective 

At Coherence Alchemy, we view breath as more than a biological function. 

It is a bridge. 

A bridge between body and mind. 

A bridge between nervous system regulation and emotional freedom. 

A bridge between the analytical self and the deeper wisdom that lives beneath it. 

Through connected breathing, we are not attempting to escape reality. We are learning to 

experience it more fully. 

As the thinking mind softens and the body comes into greater coherence, many people discover 

something remarkable: 

The answers they have been searching for were not absent. 

They were simply waiting beneath the noise. 

“The breath is the doorway. The body is the temple. Coherence is what emerges when we learn 

to listen.” — Juliet Wilkins, Coherence Alchemy