Traducido por el equipo de Sott.net

Los neurocientíficos de la LMU han demostrado que la respiración coordina la actividad neuronal en todo el cerebro mientras duerme y descansa.
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© IMAGO / Ikon Images / Ian Cuming
Mientras dormimos, el cerebro no se desconecta, sino que se ocupa de "guardar" los recuerdos importantes del día. Para ello, las regiones del cerebro se sincronizan para coordinar la transmisión de información entre ellas. Sin embargo, los mecanismos que permiten esta sincronización entre múltiples regiones cerebrales remotas son poco conocidos. Tradicionalmente, estos mecanismos se buscaban en patrones de actividad correlacionados dentro del cerebro. Sin embargo, los neurocientíficos de la LMU, el profesor Anton Sirota y el doctor Nikolas Karalis, han podido demostrar ahora que la respiración actúa como un marcapasos que arrastra a las distintas regiones del cerebro y las sincroniza entre sí.

La respiración es el ritmo corporal más constante, duradero y esencial y ejerce un fuerte efecto fisiológico sobre el sistema nervioso autónomo. También se sabe que modula una amplia gama de funciones cognitivas como la percepción, la atención y la estructura del pensamiento. Sin embargo, se desconocen en gran medida los mecanismos de su impacto sobre la función cognitiva y el cerebro.

Los científicos realizaron grabaciones electrofisiológicas a gran escala en ratones, de miles de neuronas de todo el sistema límbico. Demostraron que la respiración arrastra y coordina la actividad neuronal en todas las regiones cerebrales investigadas -incluyendo el hipocampo, el córtex prefrontal y visual medial, el tálamo, la amígdala y el núcleo accumbens-, modulando la excitabilidad de estos circuitos de forma independiente a la olfacción. "Así, pudimos demostrar la existencia de un nuevo mecanismo intracerebral no olfativo que explica el arrastre de los circuitos distribuidos por la respiración, que denominamos "descarga corolaria respiratoria", dice Karalis, que actualmente es investigador en el Instituto Friedrich Miescher de Investigación Biomédica de Basilea. "Nuestros hallazgos identifican la existencia de un vínculo hasta ahora desconocido entre los circuitos respiratorios y límbicos y se alejan de la creencia estándar de que la respiración modula la actividad cerebral por la vía olfativa", subraya Sirota.

Este mecanismo media en la coordinación de la actividad relacionada con el sueño en estas regiones cerebrales, que es esencial para la consolidación de la memoria y proporciona los medios para la co-modulación de la dinámica sincrónica de los circuitos córtico-hipocampales. Según los autores, estos resultados representan un importante paso adelante y sientan las bases de nuevas teorías mecanicistas, que incorporan el ritmo respiratorio como mecanismo fundamental subyacente a la comunicación de los sistemas distribuidos durante la consolidación de la memoria.
Referencia:

Nikolaos Karalis, Anton Sirota: La respiración coordina la dinámica córtico-hipocampal en ratones durante estados offline. Nature Communications 2022.