“Respirare lentamente calma le emozioni negative?”
da Redazione
Gli scienziati del Salk Institute hanno identificato il circuito cerebrale utilizzato per rallentare consapevolmente la respirazione e studiano la produzione di una “pillola yoga”
Inspira profondamente, espira lentamente… Non è strano che possiamo autolenire l’ansia e lo stress rallentando il nostro respiro? Gli esseri umani hanno a lungo utilizzato la respirazione lenta per regolare le proprie emozioni, e pratiche come lo yoga e la consapevolezza hanno persino reso popolari tecniche formali di respirazione. Tuttavia, c’è stata poca comprensione scientifica di come il cervello controlli consapevolmente il nostro respiro e se questo abbia effettivamente un effetto diretto sulla nostra ansia e sul nostro stato emotivo.
I neuroscienziati del Salk Institute hanno ora, per la prima volta, identificato uno specifico circuito cerebrale che regola la respirazione volontariamente. Analizzando i topi, i ricercatori hanno individuato un gruppo di cellule cerebrali nella corteccia frontale che si collega al tronco encefalico, dove vengono controllate azioni vitali come la respirazione. Le loro scoperte suggeriscono che questa connessione tra le parti più sofisticate del cervello e il centro respiratorio del tronco encefalico inferiore ci consente di coordinare la nostra respirazione con i nostri comportamenti attuali e lo stato emotivo.
I risultati, pubblicati in Nature Neuroscience descrivono un nuovo set di cellule cerebrali e molecole che potrebbero essere utilizzate con terapie per prevenire l’iperventilazione e regolare l’ansia, il panico o i disturbi da stress post-traumatico.
“Il corpo si regola naturalmente con respiri profondi, quindi allineare il nostro respiro con le nostre emozioni ci sembra quasi intuitivo, ma non sapevamo davvero come funzionasse nel cervello”, afferma l’autore senior Cantato Han, professore associato e Pioneer Fund Developmental Chair presso Salk. “Scoprendo uno specifico meccanismo cerebrale responsabile del rallentamento della respirazione, la nostra scoperta potrebbe offrire una spiegazione scientifica degli effetti benefici di pratiche come lo yoga e la consapevolezza nell’alleviare le emozioni negative, radicandole ulteriormente nella scienza”.
I modelli di respirazione e lo stato emotivo sono difficili da districare: se l’ansia aumenta o diminuisce, lo fa anche la frequenza respiratoria. Nonostante questa connessione apparentemente ovvia tra regolazione emotiva e respirazione, studi precedenti avevano esplorato approfonditamente solo i meccanismi respiratori subconsci nel tronco encefalico. E mentre studi più recenti avevano iniziato a descrivere meccanismi coscienti dall’alto verso il basso, non erano stati scoperti circuiti cerebrali specifici finché il team di Salk non si è cimentato nel caso.
I ricercatori hanno ipotizzato che la corteccia frontale del cervello, che orchestra pensieri e comportamenti complessi, stesse in qualche modo comunicando con una regione del tronco encefalico chiamata midollo, che controlla la respirazione automatica. Per testarlo, hanno prima consultato un database di connettività neurale e poi hanno condotto esperimenti per tracciare le connessioni tra queste diverse aree cerebrali.
Questi esperimenti iniziali hanno rivelato un potenziale nuovo circuito respiratorio: i neuroni in una regione frontale chiamata corteccia cingolata anteriore erano collegati a un’area intermedia del tronco encefalico nel ponte, che era a sua volta collegato al midollo allungato appena sotto.
Oltre alle connessioni fisiche di queste aree cerebrali, era anche importante considerare i tipi di messaggi che potevano inviarsi a vicenda. Ad esempio, quando il midollo è attivo, avvia la respirazione. Tuttavia, i messaggi che scendono dal ponte inibiscono effettivamente l’attività nel midollo, portando a un rallentamento della frequenza respiratoria. Il team di Han ha ipotizzato che certe emozioni o comportamenti potessero portare i neuroni corticali ad attivare il ponte, il che avrebbe quindi ridotto l’attività nel midollo, con conseguente rallentamento della respirazione.
Per testarlo, i ricercatori hanno registrato l’attività cerebrale nei topi durante comportamenti che alterano la respirazione, come annusare, nuotare e bere, nonché durante condizioni che inducono paura e ansia. Hanno anche utilizzato una tecnica chiamata optogenetica per accendere o spegnere parti di questo circuito cerebrale in diversi contesti emotivi e comportamentali, mentre misuravano la respirazione e il comportamento degli animali.
I loro risultati hanno confermato che quando la connessione tra la corteccia e il ponte veniva attivata, i topi erano più calmi e respiravano più lentamente, ma quando i topi si trovavano in situazioni che inducevano ansia, questa comunicazione diminuiva e la frequenza respiratoria aumentava. Inoltre, quando i ricercatori attivavano artificialmente questo circuito corteccia-ponte-midollo, il respiro degli animali rallentava e mostravano meno segni di ansia. D’altro canto, se i ricercatori disattivavano questo circuito, la frequenza respiratoria aumentava e i topi diventavano più ansiosi.
Credito: Salk Institute
Nel complesso, questo circuito corteccia cingolata anteriore-ponte-midollare supportava il coordinamento volontario della frequenza respiratoria con gli stati comportamentali ed emotivi.
“Le nostre scoperte mi hanno fatto pensare: potremmo sviluppare farmaci per attivare questi neuroni e rallentare manualmente la nostra respirazione o prevenire l’iperventilazione nel disturbo di panico?” afferma il primo autore dello studio Jinho Jhang, un ricercatore associato senior nel laboratorio di Han. “Mia sorella, tre anni più giovane di me, soffre di disturbo di panico da molti anni. Continua a ispirare le mie domande di ricerca e la mia dedizione nel rispondere a queste domande”.
I ricercatori continueranno ad analizzare il circuito per determinare se i farmaci potrebbero attivarlo per rallentare la respirazione a comando. Inoltre, il team sta lavorando per trovare il contrario del circuito, un circuito di respirazione veloce, che ritengono sia probabilmente anch’esso legato alle emozioni. Sperano che le loro scoperte si tradurranno in soluzioni a lungo termine per le persone con ansia, stress e disturbi di panico, che ispirano la loro scoperta e dedizione.
“Voglio usare queste scoperte per progettare una pillola yoga”, dice Han. “La traduzione del nostro lavoro in un farmaco commerciabile richiederà anni, ma ora abbiamo un circuito cerebrale potenzialmente mirato per creare terapie che potrebbero rallentare istantaneamente la respirazione e avviare uno stato meditativo pacifico”
Foto di copertina: Max
