Cada inhalación y cada exhalación no son iguales. Algunas duran más, otras son más profundas, unas incluyen pausas y otras son superficiales. Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad de California en San Diego (UC San Diego) demuestra que el cerebro registra esas sutiles diferencias y las refleja en los patrones de actividad neuronal de regiones clave para la cognición, las emociones y la memoria.
Los hallazgos, publicados en la revista Journal of Neuroscience, muestran que la forma detallada de cada respiración individual se corresponde con la forma de las ondas cerebrales. No se trata solo de respirar rápido o despacio, sino de la morfología concreta de cada ciclo: el tiempo de subida del aire, el de bajada, el volumen y las pausas.
“Cada respiración es diferente”, explica Eena Kosik-Rose, primera autora del trabajo y estudiante de doctorado en el Departamento de Ciencia Cognitiva de UC San Diego. “Puedes detener la respiración durante varios segundos, dar una inhalación profunda o hacer una exhalación superficial. Lo que demostramos es que esas diferencias en la forma de cada respiración se reflejan en la forma de la actividad cerebral”.
Durante décadas, la investigación había abordado la relación entre respiración y cerebro de manera más simplificada: comparando ritmos rápidos frente a lentos o analizando cómo el momento de la inhalación o la exhalación influye en la atención y la memoria. Estudios previos ya habían observado, por ejemplo, que las personas obtienen mejores resultados en tareas de memorización cuando reciben información mientras inhalan, en lugar de cuando exhalan. También se usa el control de la respiración como herramienta para calmar síntomas de trastorno de estrés postraumático.
El equipo de Kosik-Rose y del profesor Bradley Voytek, coautor y presidente del Departamento de Ciencia Cognitiva de UC San Diego, fue un paso más allá. Representaron cada respiración como un patrón ondulado cuyos picos y valles corresponden a los cambios en el flujo de aire. Luego compararon esa forma con el patrón de actividad eléctrica cerebral correspondiente, ciclo a ciclo.
“Nuestros resultados muestran que el acoplamiento entre la respiración y la actividad neuronal es mucho más rico de lo que se pensaba hasta ahora”, afirma Voytek. Cada respiración deja, en palabras de Kosik-Rose, “una huella dactilar” en la actividad cerebral y el estado mental.
Los investigadores analizaron registros cerebrales invasivos de alta precisión de 16 personas (ocho mujeres y ocho hombres) sometidas a monitorización clínica por epilepsia resistente a los fármacos. Estos pacientes tenían electrodos implantados con fines terapéuticos, lo que permitió registrar la actividad eléctrica directamente desde el cerebro. Se midió también el flujo de aire nasal y el movimiento del tórax y el abdomen.
La correspondencia entre la forma de la respiración y las ondas neuronales se observó de forma generalizada en regiones límbicas y corticales: ínsula (implicada en la percepción del propio cuerpo), hipocampo (memoria), amígdala (emociones) y áreas del lóbulo frontal (atención y planificación). El efecto fue más robusto con las mediciones de flujo de aire nasal que con las de los cinturones torácicos.
Estos resultados abren una vía para estudiar mejor las afecciones en las que la relación entre respiración y cerebro se altera de forma peligrosa, como la muerte súbita en epilepsia (SUDEP) o el síndrome de muerte súbita del lactante (SMSL). El estudio no ofrece un método para predecir estos eventos, pero sí un posible marco para futuras investigaciones que examinen si la alteración de ese acoplamiento normal interviene en ellos.
También refuerza la idea de que las interacciones cuerpo-cerebro son relevantes para evaluar y tratar poblaciones neuropsiquiátricas. Dado que los humanos tienen un control voluntario notable sobre la respiración —usado al hablar, cantar o meditar—, los investigadores planean estudiar si modificar conscientemente la forma de la respiración puede influir en la cognición y la salud mental.
Los autores advierten de las limitaciones: el trabajo se basó en registros intracraneales de pacientes con epilepsia, por lo que los hallazgos deben verificarse con métodos no invasivos y en poblaciones más amplias y sanas.
“Ahora que sabemos que existe esta unión estrecha entre la forma de cada respiración y cada onda cerebral, se abre ante nosotros un mundo completamente nuevo que debemos explorar”, concluye Voytek.
