Cada respiración influye en cómo pensamos, sentimos y recordamos

Respirar es una de las funciones más automáticas del organismo, pero el cerebro parece prestar mucha más atención a cada respiración de lo que se pensaba. Un nuevo estudio liderado por investigadores de la Universidad de California en San Diego (UC San Diego) ha descubierto que la actividad neuronal no está relacionada únicamente con la frecuencia respiratoria, sino también con la forma concreta de cada inhalación y cada exhalación.

Los resultados a los que ha tenido acceso El Debate y publicados en The Journal of Neuroscience, muestran que las pequeñas variaciones que se producen entre una respiración y la siguiente —como una inhalación más larga, una exhalación más lenta o cambios en la intensidad— se reflejan en patrones específicos de actividad neuronal en regiones del cerebro relacionadas con la cognición, las emociones y la memoria.

«Cada respiración es diferente», afirmó la primera autora del estudio, Eena Kosik-Rose, estudiante de doctorado en el Departamento de Ciencias Cognitivas de la UC San Diego. «Puedes hacer pausas en la respiración durante varios segundos, inhalar profundamente o exhalar superficialmente. Lo que demostramos es que esas diferencias en la forma de cada respiración se reflejan en la actividad cerebral».

Más allá de contar respiraciones

La investigación parte de una cuestión fundamental para la ciencia cognitiva: cómo una función aparentemente automática como la respiración puede interactuar con los procesos cerebrales que intervienen en el pensamiento, las emociones y la percepción.

Hasta ahora, buena parte de los estudios se había centrado en el ritmo respiratorio y en cómo este puede influir en determinadas funciones cerebrales. Por ejemplo, las personas obtienen mejores resultados en una tarea de memoria cuando reciben información durante la inhalación que durante la exhalación. Además, el control de la respiración se utiliza como herramienta para ayudar a calmar a personas que experimentan síntomas de trastorno de estrés postraumático (TEPT).

«Nuestros resultados demuestran que la relación entre la respiración y la actividad neuronal es mucho más compleja de lo que se creía», afirmó Bradley Voytek, coautor del estudio, profesor y director del Departamento de Ciencias Cognitivas.

Para estudiar esta conexión, los investigadores representaron cada respiración como una onda, en la que las subidas y bajadas reflejaban los cambios en el flujo de aire durante la inhalación y la exhalación. Después compararon la forma de cada una de estas ondas respiratorias con los patrones de actividad eléctrica registrados directamente en el cerebro.

Este método permitió analizar no solo cuántas respiraciones realizaba una persona, sino también las diferencias de tiempo, volumen y forma entre un ciclo respiratorio y el siguiente.

Camino para estudiar enfermedades

El estudio analizó registros cerebrales invasivos de 16 personas con epilepsia resistente al tratamiento que se encontraban sometidas a seguimiento clínico. Los investigadores compararon la actividad eléctrica cerebral con diferentes medidas de la respiración, entre ellas el flujo de aire nasal y los movimientos del tórax y el abdomen.

Los resultados abren también nuevas posibilidades para estudiar enfermedades en las que la relación entre la respiración y el cerebro puede verse alterada, como la muerte súbita inesperada en la epilepsia (SUDEP) y el síndrome de muerte súbita del lactante (SMSL).

Uno de los coautores, Brian Dlouhy, neurocirujano de la Universidad de Iowa, investiga la SUDEP, un fenómeno en el que las personas con epilepsia pueden morir repentinamente.

En este contexto, el equipo plantea como una de sus futuras líneas de investigación comprobar si la estrecha relación entre respiración y actividad cerebral observada en este trabajo también se altera en la SUDEP y si determinados cambios en el patrón respiratorio podrían constituir una señal de que la respiración está a punto de detenerse.

Los investigadores subrayan, no obstante, que el estudio no establece un método para predecir la muerte súbita inesperada en la epilepsia ni el síndrome de muerte súbita del lactante. Sus resultados plantean, en cambio, un posible marco para futuras investigaciones sobre cómo las alteraciones de la relación entre respiración y cerebro pueden intervenir en estas enfermedades.

Una respiración es más que un número

El trabajo abre así una nueva vía para estudiar uno de los ritmos más básicos del organismo. La investigación también deberá continuar con métodos no invasivos y con grupos de población más amplios, ya que el estudio actual se realizó a partir de registros intracraneales de alta precisión obtenidos en personas sometidas a monitorización por epilepsia.

Para Voytek, los resultados abren numerosas posibilidades de investigación. «Ahora que sabemos que existe una conexión increíblemente estrecha y compleja entre la forma de cada respiración y la forma de cada onda cerebral, se abre un mundo completamente nuevo de opciones que podemos explorar», dijo Voytek.