Come fa il nostro cervello a regolare la respirazione?

Inspirare, espirare, dal naso o dalla bocca che sia la respirazione è involontaria, in alcuni casi però non è così, come ad esempio per chi soffre della sindrome di Rett, di apnee notturne o di ipoventilazione alveolare primitiva. Cosa accade nel nostro cervello quando questa funzione vitale non si comporta come dovrebbe? Per capire meglio come intervenire su chi soffre di simili disturbi, i ricercatori della Drexel University sono partiti da un'altra domanda: come riesce il nostro cervello a generare il ritmo respiratorio? La risposta è contenuta all'interno dello studio intitolato “Mixed-mode oscillations and population bursting in the pre-Bӧtzinger complex” è pubblicato su eLife.

Gli scienziati spiegano che già in passato si era compreso che a generare e controllare il ritmo della respirazione fosse il tronco encefalico, che connette il cervello con il midollo spinale, in relazione alle necessità del corpo. Questa attività riesce anche a gestire la respirazione mentre mangiano, parliamo o facciamo altro. Inoltre, fanno sapere, 25 anni fa si è scoperto un cluster di neuroni, presenti sempre nel tronco encefalico, ribattezzati “complesso di pre-Bötzinger”, considerati i veri responsabili dell'inalazione. Fino ad oggi però non era chiaro come ci riuscissero.

Dopo una serie di analisi, i ricercatori della Drexel University sono giunti alla conclusione che esistono due diversi sistemi nel cervello che interagiscono dando il via alla respirazione: "da un lato c'è un “generatore di ritmo” composto da neuroni ad alta frequenza, dall'altro invece un “formatore di pattern” che segnala al diaframma a contrarsi e ai polmoni a riempirsi d'aria". Attraverso l'utilizzo di alcuni modelli computazionali, gli scienziati sembrerebbero essere dunque i primi ad aver individuato questo meccanismo che ci permette di sopravvivere.

Quanto scoperto, a questo punto, potrà permettere, grazie a successivi studi, di comprendere cosa accade nel nostro cervello quando questo meccanismo automatico non funziona e quindi, si spera, riuscire a trovare una soluzione per coloro che soffrono di malattie legate proprio alla respirazione.

[Foto copertina di Pezibear]