A respiração rege tudo o que fazemos, mas o seu ritmo não é cuidadosamente organizado pelas nossas células cerebrais. A cada respiração, surge um grupo desordenado de neurónios, como se fossem um solista a cantar a sua própria música. Só depois se juntam à banda, para harmonizar a melodia. Ou, neste caso, a respiração.
De acordo com um novo estudo levado a cabo por uma equipa de cientistas da UCLA e publicado na edição online da Neuron, o ritmo da nossa respiração não é cuidadosamente organizado pelas células cerebrais.
“Ficamos surpreendidos ao saber que a forma como as nossas células cerebrais trabalham em conjunto para gerar ritmo respiratório é diferente de todas as vezes que respiramos”, explicou o autor Jack Feldman, professor de neurobiologia da David Geffen School of Medicine da UCLA. “Cada respiração é como uma nova música com a mesma batida.”
Os cientistas analisaram uma pequena rede de neurónios – o complexo preBötzinger – depois de haver indícios de que esta região era o principal condutor do ritmo respiratório no cérebro. Em 2015, o laboratório de Jack Feldman descobriu que níveis surpreendentemente baixos de atividade no complexo preBötzinger estavam a impulsionar o ritmo da respiração.
Mas a descoberta de há cinco anos deixou um enigma no ar: como é que estas pistas geravam um ritmo respiratório infalível, cujo fracasso significa morte? Para responder a esta pergunta, a equipa estudou partes de tecido cerebral de ratos e isolou meticulosamente os neurónios do complexo pré-Bötzinger do tronco cerebral.
Ao registar a atividade elétrica das células num prato, a equipa conseguiu detetar as “conversas” dos neurónios com os vizinhos. Segundo o investigador Sufyan Ashhad, líder da investigação, a atividade dos neurónios assemelhava-se a uma banda, cujos membros cantavam uns sobre os outros, sem um maestro para organizar a composição musical.
Cada respiração, explica o EurekAlert, começa quando centenas de neurónios individuais disparam aleatoriamente em níveis baixos, sendo sincronizados posteriormente. O esforço sincronizado solicita uma explosão de atividade que sinaliza a contração dos músculos do diafragma e do tórax, causando a expansão deste último. De seguida, o ar entra e enche os pulmões para inalação.
À medida que o sinal diminui, o peito empurra o ar para fora dos pulmões para proceder à expiração. O ciclo repete-se, criando desta forma o ritmo da respiração. “Tendo em conta a confiabilidade da respiração, ficamos surpreendidos ao descobrir que os neurónios movem-se para sincronizar e gerar um ritmo que é diferente a cada ciclo respiratório”, disse Feldman.
A respiração é subjacente a todos os aspetos da função cerebral. Estes resultados A podem sugerir novas abordagens para o tratamento de distúrbios respiratórios em crianças autistas e de apneia do sono.
Além disso, compreender de que forma o ritmo da respiração é gerado também pode ajudar os cientistas a combater o aumento da taxa de mortalidade pelo uso de opióides, que suprimem a capacidade do cérebro de regular a respiração.
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