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Stress, ansia, paura: queste emozioni intense possono portare all'iperventilazione, nota anche come “respirazione ansiosa”. Per stabilizzare questa turbolenza emotiva, regolare la respirazione attraverso la meditazione o esercizi di yoga è un metodo efficace. Uno studio recente ha esplorato come rallentare consapevolmente la respirazione possa aiutare a ritornare a uno stato emotivo stabile, rivelando un circuito cerebrale che potrebbe essere fortemente coinvolto. Secondo i ricercatori, un gruppo di neuroni, collegati al tronco cerebrale, coordina la respirazione con lo stato emotivo. Un progresso che apre la strada a trattamenti mirati per l’iperventilazione e i disturbi da stress post-traumatico.
La sindrome da iperventilazione grave si manifesta spesso durante attacchi di ansia o episodi stressanti. Sebbene generalmente non sia grave, rimane debilitante, perché le persone cercano di compensare la sensazione di mancanza d'aria respirando più velocemente e profondamente. Questo aumento dei livelli di ossigeno può portare a disturbi visivi, vertigini e vampate di calore e, se non controllato, tetania (perdita di controllo muscolare) seguita da disagio. Diverse discipline del benessere consigliano esercizi di respirazione lenta, ispirati allo yoga o alla meditazione, per lenire questa sindrome.
Mark Krasnow, professore di biochimica alla Stanford University, sostiene queste pratiche, affermando che padroneggiare la respirazione profonda fornisce effetti rilassanti al corpo. Nel 2017, Krasnow e colleghi hanno condotto uno studio volto a comprendere meglio come la consapevolezza della respirazione possa alleviare l’iperventilazione.
Attraverso esperimenti su modelli murini, hanno scoperto un insieme di neuroni alla base del tronco encefalico coinvolti nella comunicazione tra respirazione e rilassamento. Nel loro studio, pubblicato nella Biblioteca Nazionale di Medicina, scrivono: “
Abbiamo identificato una sottopopolazione neuronale nel complesso pre-Bötzinger del topo (preBötC), il principale generatore del ritmo respiratorio, che regola l'equilibrio tra comportamenti di calma e eccitazione ».
In uno studio più recente, i neuroscienziati del Salk Institute hanno esplorato ulteriormente i meccanismi consci della regolazione respiratoria nel tronco encefalico. “ Il corpo si autoregola naturalmente attraverso la respirazione profonda. Armonizzare il nostro respiro con le nostre emozioni ci sembra intuitivo, ma non sapevamo come funziona nel cervello », spiega Sung Han, autore principale dello studio, in un comunicato stampa.
Neuroni dACC (verdi) nel cervello di un topo. ©Istituto Salk
Riconoscendo il legame indiscernibile ma evidente tra modelli respiratori e stato emotivo, Han e il suo team hanno ipotizzato il coinvolgimento della corteccia frontale del cervello, nota per l'orchestrazione di pensieri e comportamenti. Questa corteccia interagisce con il midollo spinale, responsabile in particolare della respirazione autonoma. Per corroborare questa ipotesi, il team ha effettuato esperimenti su modelli murini.
Nel loro studio, pubblicato sulla rivista Neuroscienze della naturai ricercatori descrivono di aver tracciato attentamente le connessioni tra diverse aree del cervello, sulla base dell'analisi di un database di connettività neuronali. Hanno scoperto un nuovo circuito respiratorio coinvolto nella stimolazione dello stato emotivo, quindi hanno identificato i neuroni situati nella corteccia cingolata anteriore che sono collegati direttamente a un’area intermedia del tronco encefalico nel ponte, a sua volta collegata al midollo spinale .
« Scoprendo uno specifico meccanismo cerebrale responsabile del rallentamento della respirazione, la nostra scoperta potrebbe offrire una spiegazione scientifica per gli effetti benefici di pratiche come lo yoga e la consapevolezza sull’alleviare le emozioni negative, radicandole ulteriormente nella scienza. dice Han.
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Verso una migliore comprensione della comunicazione tra neuroni corticali e midollo spinale
Questo primo esperimento ha permesso ai ricercatori di comprendere le connessioni fisiche tra queste diverse aree del cervello. I ricercatori hanno poi esplorato il modo in cui comunicano e come l’attivazione del midollo spinale potrebbe influenzare la respirazione. Per fare ciò, hanno registrato l'attività cerebrale di modelli murini durante una serie di esperimenti, esponendoli a varie situazioni stressanti modificandone il comportamento. Per attivare e disattivare artificialmente parte dei neuroni nel circuito corteccia-ponte-midollare, il team ha utilizzato l'optogenetica.
I risultati hanno supportato l’ipotesi iniziale. Gli scienziati hanno scoperto che quando veniva stabilita la connessione tra la corteccia e il ponte, i topi si comportavano con calma e respiravano lentamente. D’altra parte, di fronte a uno stress intenso, questa comunicazione si indebolisce, portando ad un aumento della frequenza respiratoria. Attivando optogeneticamente il circuito corteccia cingolata anteriore-ponte-midollare, la frequenza respiratoria è stata normalizzata e l'ansia dissipata.
« Voglio utilizzare questi risultati per progettare una “pillola yoga” », annunciò Han. « Ora disponiamo di un circuito cerebrale potenzialmente utilizzabile per creare terapie in grado di rallentare istantaneamente la respirazione e avviare uno stato pacifico e meditativo », conclude.
