I neuroscienziati della LMU hanno dimostrato che la respirazione coordina l’attività neuronale di tutto il cervello durante riposo
di MIT Technology Review Italia
Come attestato da una serie di ricerche, ricordare dipende da quel che succede nell’ippocampo, un’area del cervello notoriamente legata alla memoria, durante la fase Rem, quel tipo di riposo in cui gli occhi si muovono a scatti, i muscoli si rilassano e spesso ci si lascia andare ai sogni. Si è visto, infatti, in alcune sperimentazioni sui topolini da laboratorio che, “spegnendo” un gruppo di neuroni durante questa fase, la memoria si cancella.
Tutto quel che è stato vissuto il giorno precedente è come dimenticato e per mantenere viva la memoria, le regioni del cervello si devono sincronizzare al fine di coordinare la trasmissione di informazioni tra di loro. Nel secolo scorso, le strutture corticali e sottocorticali del circuito limbico e del lobo temporale mediale sono state identificate come elementi critici del circuito della memoria, coinvolti nella formazione e nel recupero delle memorie episodiche durante gli stati online e nel loro consolidamento durante il sonno.
Tuttavia, nonostante una crescente comprensione delle regole di plasticità locale e dell’attività neurale correlata, i meccanismi sistemici che consentono l’elaborazione e il trasferimento di informazioni attraverso circuiti distribuiti non sono ancora oggi ben compresi. Ora, i neuroscienziati della LMU, Anton Sirota e Nikolas Karalis, hanno dimostrato che la respirazione agisce come il dispositivo principe di sincronizzazione le varie regioni del cervello.
La respirazione, infatti, esercita un forte effetto fisiologico sul sistema nervoso autonomo e modula un’ampia gamma di funzioni cognitive come la percezione, l’attenzione e la struttura del pensiero. Le indagini scientifiche sugli effetti fisiologici della respirazione hanno rivelato effetti significativi sul sistema nervoso respiratorio, cardiovascolare, cardiorespiratorio e autonomo.
Indubbiamente, i benefici della pratica respiratoria per la salute sono opinione condivisa in campo medico,e non solo, tuttavia, i meccanismi del suo impatto sulla funzione cognitiva e sul cervello sono ancora oggi rimasti un settore alla periferia della ricerca.
Ora, grazie a una serie di registrazioni elettrofisiologiche in vivo su larga scala nei topi, che hanno preso in considerazione migliaia di neuroni attraverso il sistema limbico, i due scienziati hanno dimostrato che la respirazione non si limita a esercitare una funzione di coordinamento, ma è anche il motore dell’attività neuronale in tutte le regioni cerebrali studiate, inclusi l’ippocampo, la corteccia prefrontale mediale e visiva, il talamo, l’amigdala e il nucleo accumbens, modulando l’eccitabilità di questi circuiti in modo indipendente dall’olfatto.
“In questo modo”, afferma Karalis, “abbiamo dimostrato l’esistenza di un nuovo meccanismo non olfattivo, intracerebrale, una sorta di feedback interno che che abbiamo definito “scarica respiratoria corollaria”. L’esistenza di un legame precedentemente sconosciuto tra i circuiti respiratori e limbici”, conferma Sirota, “rappresenta un allontanamento dalla convinzione standard che la respirazione modula l’attività cerebrale attraverso la via naso-olfattiva”.
Secondo gli autori, infine, questi risultati rappresentano un importante passo avanti per definire i meccanismi essenziali al consolidamento dei ricordi e forniscono le basi per nuove teorie meccanicistiche, che incorporano il ritmo respiratorio come meccanismo fondamentale alla base della comunicazione dei sistemi distribuiti durante il processo di consolidamento della memoria.
