Respiración: el reloj maestro del cerebro dormido
Crédito: CC0 Public Domain
Neurocientíficos de la Universidad Ludwig Maximilian de Munich han demostrado que la respiración coordina la actividad neuronal en todo el cerebro durante el sueño y la tranquilidad.
Mientras dormimos, el cerebro no se apaga, sino que se ocupa de «guardar» los recuerdos importantes del día. Para lograrlo, las regiones del cerebro se sincronizan para coordinar la transmisión de información entre ellas. Sin embargo, los mecanismos que permiten esta sincronización en múltiples regiones remotas del cerebro no se conocen bien. Tradicionalmente, estos mecanismos se buscaban en patrones de actividad correlacionados dentro del cerebro. Sin embargo, los neurocientíficos de LMU, Prof. Anton Sirota y Dr. Nikolas Karalis, ahora han podido demostrar que la respiración actúa como un marcapasos que entrena las distintas regiones del cerebro y las sincroniza entre sí.
La respiración es la más persistente y el ritmo corporal 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, los mecanismos de su impacto en la función cognitiva y el cerebro son en gran parte desconocidos.
Los científicos realizaron registros electrofisiológicos in vivo a gran escala en ratones, de miles de neuronas en todo el sistema límbico. Demostraron que la respiración arrastra y coordina la actividad neuronal en todas las regiones cerebrales investigadas, incluidos el hipocampo, la corteza prefrontal medial y visual, el tálamo, la amígdala y el núcleo accumbens, modulando la excitabilidad de estos circuitos de forma independiente del olfato. «Por lo tanto, pudimos probar 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, quien actualmente es investigador en el Instituto Friedrich Miescher para la Investigación Biomédica en Basilea: «Nuestros hallazgos identifican la existencia de un vínculo previamente desconocido entre los circuitos respiratorio y límbico y se alejan de la creencia estándar de que la respiración modula la actividad cerebral a través de la ruta olfativa de la nariz», subraya Sirota. /p>
Este mecanismo media la coordinación de la actividad relacionada con el sueño en estas regiones del cerebro, que es esencial para la consolidación de la memoria y proporciona los medios para la co-modulación de la dinámica sincrónica de los circuitos cortico-hipocampales. Según los autores, estos resultados representan un gran paso adelante y sientan las bases para nuevas teorías mecanicistas, que incorporan el ritmo respiratorio como fundamento. mecanismo tal subyacente a la comunicación de los sistemas distribuidos durante la consolidación de la memoria.
La investigación fue publicada en Nature Communications.
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Cómo el hipocampo organiza la consolidación de la memoria Más información: Nikolaos Karalis et al, Breathing coordinas cortico-hippocampal dynamics in mice during offline States, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-28090-5 Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por la Universidad Ludwig Maximilian de Munich Cita: Respiración: El reloj maestro de la cerebro dormido (24 de enero de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-master-clock-brain.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.