I ricercatori del Penn State Neuroscience Institute hanno analizzato come i livelli di ossigeno nel cervello siano influenzati da comportamenti naturali, in particolare l’esercizio fisico.
“Il pensiero standard era che il sangue dei mammiferi fosse sempre completamente saturo di ossigeno“, ha affermato Patrick J. Drew, professore associato di ingegneria neurale e neurochirurgia di Huck e direttore associato del Penn State Neuroscience Institute.
Ciò significherebbe che l’unico modo per ottenere più ossigeno per il cervello sarebbe quello di ottenere più sangue al cervello aumentando il flusso sanguigno.
Ma, contrariamente alle conoscenze accettate, il team ha scoperto che il sangue può portare più ossigeno al cervello quando ci si allena perché l’aumento della respirazione porta più ossigeno all’emoglobina.
“Sappiamo che le persone cambiano gli schemi respiratori quando svolgono compiti cognitivi“, ha detto Drew. “Nel cervello, gli aumenti dell’attività neurale di solito sono accompagnati da aumenti del flusso sanguigno.”
Tuttavia ciò che accade nel corpo era sconosciuto, quindi i ricercatori hanno usato topi che potevano scegliere di camminare o correre su un tapis roulant e hanno monitorato:
- la loro respirazione,
- l’attività neurale,
- il flusso sanguigno
- l’ossigenazione del cervello.
“Pensavamo che l’ossigenazione del cervello dipendesse dall’attività neurale e dal flusso sanguigno“, ha affermato Qing Guang Zhang, ricercatore post-dottorato in ingegneria meccanica e meccanica. “Ci aspettavamo che l’ossigenazione calasse nella corteccia frontale del cervello se il flusso sanguigno fosse diminuito. Ma poi ci siamo resi conto che era la respirazione a mantenere alta l’ossigenazione.”
Lo studio
I ricercatori hanno esaminato l‘ossigenazione della corteccia somatosensoriale e della corteccia frontale – che è un’area coinvolta nella cognizione – e il bulbo olfattivo – un’area coinvolta nel senso dell’olfatto – perché sono le aree più accessibili del cervello.
Hanno usato diversi metodi per monitorare la respirazione, il flusso sanguigno e l’ossigenazione. Hanno anche testato i livelli di ossigenazione sopprimendo l’attività neurale e la dilatazione dei vasi sanguigni.
I ricercatori hanno pubblicato su Nature che “L’ossigenazione persisteva quando l’attività neurale e l’iperemia funzionale (aumenti del flusso sanguigno) venivano bloccati. Erano strettamente correlati alla frequenza respiratoria e fase del ciclo respiratorio. “
La respirazione dunque fornisce un percorso dinamico per modulare l’ossigenazione cerebrale.