Coordina la dinámica neuronal en todas las áreas del cerebro

La respiración funciona como un reloj maestro del cerebro durante el sueño: coordina la actividad neuronal en las diferentes áreas cerebrales mientras dormimos. Esto confirma que el control del cerebro no depende de patrones internos al dormir, sino que es regulado externamente.

Un grupo de neurocientíficos de la Universidad de Múnich, en Alemania, ha demostrado que la respiración coordina la actividad neuronal en todo el cerebro durante el sueño. Tradicionalmente se pensaba que estos mecanismos de control podían descubrirse en patrones de actividad correlacionados dentro del cerebro. Sin embargo, el nuevo estudio ha podido demostrar que la respiración actúa durante el sueño como un marcapasos, que entrena las diversas regiones del cerebro y las sincroniza entre sí.

El sueño, el cerebro y la respiración

Mientras dormimos, el cerebro permanece activo de una manera sorprendente. La actividad desarrollada no es superflua: por el contrario, hace posible numerosos procesos biológicos. Además, durante las horas de descanso el cerebro continúa recogiendo información de manera permanente, aunque estos datos se incorporen de forma inconsciente.

Junto a esto, el cerebro también activa las áreas relacionadas con la creatividad y el aprendizaje durante el sueño. Y en lo que quizás constituye su tarea principal durante el descanso, procesa toda la información recogida durante la vigilia y “selecciona” aquello que vale la pena para pasar a formar parte de nuestra memoria y ser “archivado”.

En otro orden, se sabe que larespiración es el ritmo corporal más constante, de mayor duración y claramente esencial, que al mismo tiempo impacta con fuerza a nivel fisiológico sobre el sistema nervioso autónomo. Además, se ha verificado que regula funciones cognitivas vitales como la percepción, la atención e incluso la estructura del pensamiento. A pesar de esta importancia, los mecanismos que derivan en su impacto cognitivo son desconocidos en su gran mayoría.

Un circuito integrado

De acuerdo a una nota de prensa, el nuevo estudio publicado recientemente en la revista Nature Communications arroja luz al respecto y profundiza en otras cuestiones trascendentes. Luego de obtener y analizar imágenes cerebrales de ratones durante el sueño, los investigadores identificaron la existencia de un vínculo previamente desconocido entre los circuitos respiratorio y límbico.

Además, pudieron verificar que la respiración modula la actividad cerebral de una manera que es independiente del olfato, cuando hasta el momento las teorías vigentes indicaban que el impacto de la respiración se concretaba a través de la ruta olfativa de la nariz. Comprobaron que existe un mecanismo intracerebral no olfativo regulado por la respiración, encargado de coordinar la dinámica neuronal e integrar las diferentes áreas del cerebro mientras dormimos.

Los resultados de la investigación indican que la respiración arrastra y regula la actividad neuronal en todas las regiones cerebrales investigadas, incluyendo al hipocampo, la corteza visual y prefrontal medial, el tálamo, la amígdala y el núcleo accumbens. Para llegar a sus conclusiones, los especialistas efectuaron registros electrofisiológicos en vivo y a gran escala en roedores, estudiando miles de neuronas en todo el sistema límbico.

La respiración y la memoria

El aceitado mecanismo descubierto, que funciona mediante un sistema en red que los científicos denominaron “descarga corolaria respiratoria”, tiene a su cargo la coordinación de la actividad relacionada con el sueño en todas las regiones del cerebro: la tarea es esencial para la consolidación de la memoria.

En otras palabras, esto significa que la respiración actúa como un marcapasos oscilatorio, acoplando de manera persistente la dinámica del circuito neuronal distribuido por todas las áreas del cerebro. La red cumple así con su papel fundamental en la integración de la memoria, pero al mismo tiempo hace posible el desarrollo de una gran variedad de funciones cognitivas, cuyo alcance aún debe seguir profundizándose en futuras investigaciones.

Fuente: Tendencias21