Exercícios de meditação e respiração podem aguçar sua mente



53-2021


Neuroscience, 10 de Maio/2018


Pesquisadores do Trinity College Dublin relatam que a respiração controlada, um elemento-chave da meditação, afeta diretamente os níveis de noradrenalina no cérebro. O estudo sugere que a respiração controlada pode aumentar a atenção e melhorar a saúde geral do cérebro.


Fonte: Trinity College Dublin.


Há muito tempo é afirmado por iogues e budistas que a meditação e as antigas práticas centradas na respiração, como o pranayama, fortalecem nossa capacidade de nos concentrarmos nas tarefas. Um novo estudo realizado por pesquisadores do Trinity College Dublin explica pela primeira vez a ligação neurofisiológica entre respiração e atenção.


A meditação focada na respiração e as práticas de respiração yogue têm vários benefícios cognitivos conhecidos, incluindo aumento da capacidade de foco, diminuição da divagação da mente, aumento dos níveis de excitação, emoções mais positivas, diminuição da reatividade emocional, entre muitos outros. Até o momento, entretanto, nenhuma ligação neurofisiológica direta entre a respiração e a cognição foi sugerida.


A pesquisa mostra pela primeira vez que a respiração - um elemento-chave das práticas de meditação e atenção plena - afeta diretamente os níveis de um mensageiro químico natural no cérebro chamado noradrenalina. Esse mensageiro químico é liberado quando somos desafiados, curiosos, exercitados, focados ou estimulados emocionalmente e, se produzido nos níveis corretos, ajuda o cérebro a desenvolver novas conexões, como um fertilizante cerebral. Em outras palavras, a maneira como respiramos afeta diretamente a química de nossos cérebros de uma forma que pode aumentar nossa atenção e melhorar nossa saúde cerebral.


O estudo, realizado por pesquisadores do Trinity College Institute of Neuroscience e do Global Brain Health Institute em Trinity, descobriu que os participantes que se concentraram bem ao realizar uma tarefa que exigia muita atenção tinham maior sincronização entre seus padrões de respiração e sua atenção, do que aqueles que tiveram foco pobre. Os autores acreditam que pode ser possível usar práticas de controle da respiração para estabilizar a atenção e aumentar a saúde do cérebro.


Michael Melnychuk, candidato a doutorado no Trinity College Institute of Neuroscience, Trinity, e principal autor do estudo, explicou: “Os praticantes de ioga afirmam há cerca de 2.500 anos que a respiração influencia a mente. Em nosso estudo, procuramos uma ligação neurofisiológica que pudesse ajudar a explicar essas afirmações medindo a respiração, o tempo de reação e a atividade cerebral em uma pequena área do tronco cerebral chamada locus coeruleus, onde a noradrenalina é produzida. A noradrenalina é um sistema de ação para todos os fins no cérebro. Quando estamos estressados, produzimos muita noradrenalina e não podemos nos concentrar. Quando nos sentimos lentos, produzimos muito pouco e, novamente, não podemos nos concentrar. Há um ponto ideal de noradrenalina em que nossas emoções, pensamento e memória são muito mais claros. ”





“Este estudo mostrou que, conforme você respira no locus coeruleus, a atividade aumenta ligeiramente e, conforme você expira, diminui. Simplificando, isso significa que nossa atenção é influenciada por nossa respiração e que sobe e desce com o ciclo da respiração. É possível que, ao focar e regular sua respiração, você possa otimizar seu nível de atenção e, da mesma forma, ao focar em seu nível de atenção, sua respiração se torne mais sincronizada. ”


A pesquisa fornece uma compreensão científica mais profunda dos mecanismos neurofisiológicos que fundamentam as práticas de meditação antigas. As descobertas foram publicadas recentemente em um artigo intitulado ‘Acoplamento de respiração e atenção via locus coeruleus: efeitos da meditação e pranayama’ na revista Psychophysiology. Pesquisas adicionais podem ajudar no desenvolvimento de terapias não farmacológicas para pessoas com condições de atenção comprometida, como TDAH e lesão cerebral traumática, e no apoio à cognição em pessoas mais velhas.


Existem tradicionalmente dois tipos de práticas focadas na respiração - aquelas que enfatizam o foco na respiração (atenção plena) e aquelas que exigem que a respiração seja controlada (práticas de respiração profunda como o pranayama). Nos casos em que a atenção de uma pessoa está comprometida, as práticas que enfatizam a concentração e o foco, como a atenção plena, em que o indivíduo se concentra em sentir as sensações da respiração, mas não faz nenhum esforço para controlá-las, podem ser mais benéficas. Nos casos em que o nível de excitação de uma pessoa é a causa da falta de atenção, por exemplo, sonolência ao dirigir, coração batendo forte durante um exame ou durante um ataque de pânico, deve ser possível alterar o nível de excitação no corpo controlando a respiração . Ambas as técnicas demonstraram ser eficazes a curto e a longo prazo.


Ian Robertson, codiretor do Global Brain Health Institute da Trinity e principal investigador do estudo, acrescentou: “Os praticantes de ioga e budistas há muito consideram a respiração um objeto especialmente adequado para meditação. Acredita-se que ao observar a respiração e regulá-la de maneiras precisas - uma prática conhecida como pranayama - as mudanças na excitação, atenção e controle emocional que podem ser de grande benefício para o meditador são realizadas. Nossa pesquisa descobriu que há evidências para apoiar a visão de que há uma forte conexão entre as práticas centradas na respiração e uma estabilidade mental. ”


“Nossas descobertas podem ter implicações específicas para a pesquisa sobre o envelhecimento do cérebro. Os cérebros normalmente perdem massa à medida que envelhecem, mas menos no cérebro de meditadores de longo prazo. Cérebros mais "jovens" têm um risco reduzido de demência e as técnicas de meditação da atenção plena realmente fortalecem as redes cerebrais. Nossa pesquisa oferece uma possível razão para isso - usar nossa respiração para controlar um dos mensageiros químicos naturais do cérebro, a noradrenalina, que na "dose" certa ajuda o cérebro a desenvolver novas conexões entre as células. Este estudo fornece mais uma razão para que todos possam melhorar a saúde de seus cérebros usando uma ampla gama de atividades que vão desde exercícios aeróbicos até meditação consciente. ”

Fonte: Fiona Tyrrell - Trinity College Dublin

Editor: Organizado por NeuroscienceNews.com.

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Pesquisa Original: Resumo para "Acoplamento de respiração e atenção através do locus coeruleus: Efeitos da meditação e pranayama" por Michael Christopher, Melnychuk, Paul M. Dockree, Redmond G. O'Connell, Peter R. Murphy, Joshua H. Balsters, e Ian H. Robertson em Psychophysiology. Publicado em 10 de maio de 2018.

doi: 10.1111 / psyp.13091


Resumo

Acoplamento de respiração e atenção através do locus coeruleus: efeitos da meditação e pranayama





O locus coeruleus (LC) estabeleceu funções tanto na atenção quanto na respiração. Um bom desempenho de atenção requer níveis ideais de atividade tônica LC e deve ser compatível com a tarefa de forma consistente. Os neurônios LC são quimiossensíveis, fazendo com que o disparo do nervo frênico respiratório aumente a frequência com níveis mais altos de CO2 e, como o nível de CO2 varia com a fase da respiração, a atividade tônica do LC deve apresentar flutuações na frequência respiratória. A modulação de cima para baixo da atividade tônica do LC das áreas do cérebro envolvidas na regulação da atenção, destinada a otimizar o disparo do LC para atender aos requisitos da tarefa, pode ter consequências respiratórias também, já que aumentos na atividade do LC influenciam o disparo do nervo frênico. Nossa hipótese é que, devido às sobreposições fisiológicas e funcionais das funções atencionais e respiratórias do CL, este pequeno núcleo neuromodulador está idealmente situado para atuar como um mecanismo de sincronização entre os sistemas respiratório e atencional, dando origem a uma oscilação de baixa amplitude que permite flexibilidade de atenção, mas também pode contribuir para a desestabilização não intencional da atenção. As práticas de meditação e pranayama resultam em melhorias de atenção, emocionais e fisiológicas que podem ser parcialmente devido ao papel central do LC como o nexo neste sistema acoplado. Apresentamos as descobertas originais de sincronização entre a respiração e a atividade do LC (via fMRI e dilatação da pupila) e fornecemos evidências de uma relação entre a modulação da fase respiratória e o desempenho atencional. Também apresentamos um modelo matemático de sistemas dinâmicos de acoplamento respiratório-LC-atencional, revisamos os candidatos a mecanismos neurofisiológicos de mudanças na dinâmica de acoplamento e discutimos as implicações para a teoria atencional, meditação e pranayama e possíveis aplicações terapêuticas.



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English Version


Meditation and Breathing Exercises Can Sharpen Your Mind

May 10, 2018


Summary: Trinity College Dublin researchers report controlled breathing, a key element of meditation, directly affects noradrenaline levels in the brain. The study suggests controlled breathing can enhance attention and improve overall brain health.

Source: Trinity College Dublin.

It has long been claimed by Yogis and Buddhists that meditation and ancient breath-focused practices, such as pranayama, strengthen our ability to focus on tasks. A new study by researchers at Trinity College Dublin explains for the first time the neurophysiological link between breathing and attention.

Breath-focused meditation and yogic breathing practices have numerous known cognitive benefits, including increased ability to focus, decreased mind wandering, improved arousal levels, more positive emotions, decreased emotional reactivity, along with many others. To date, however, no direct neurophysiological link between respiration and cognition has been suggested.

The research shows for the first time that breathing – a key element of meditation and mindfulness practices – directly affects the levels of a natural chemical messenger in the brain called noradrenaline. This chemical messenger is released when we are challenged, curious, exercised, focused or emotionally aroused, and, if produced at the right levels, helps the brain grow new connections, like a brain fertiliser. The way we breathe, in other words, directly affects the chemistry of our brains in a way that can enhance our attention and improve our brain health.

The study, carried out by researchers at Trinity College Institute of Neuroscience and the Global Brain Health Institute at Trinity, found that participants who focused well while undertaking a task that demanded a lot of attention had greater synchronisation between their breathing patterns and their attention, than those who had poor focus. The authors believe that it may be possible to use breath-control practices to stabilise attention and boost brain health.

Michael Melnychuk, PhD candidate at the Trinity College Institute of Neuroscience, Trinity, and lead author of the study, explained: “Practitioners of yoga have claimed for some 2,500 years, that respiration influences the mind. In our study we looked for a neurophysiological link that could help explain these claims by measuring breathing, reaction time, and brain activity in a small area in the brainstem called the locus coeruleus, where noradrenaline is made. Noradrenaline is an all-purpose action system in the brain. When we are stressed we produce too much noradrenaline and we can’t focus. When we feel sluggish, we produce too little and again, we can’t focus. There is a sweet spot of noradrenaline in which our emotions, thinking and memory are much clearer.”

“This study has shown that as you breathe in locus coeruleus activity is increasing slightly, and as you breathe out it decreases. Put simply this means that our attention is influenced by our breath and that it rises and falls with the cycle of respiration. It is possible that by focusing on and regulating your breathing you can optimise your attention level and likewise, by focusing on your attention level, your breathing becomes more synchronised.”

The research provides deeper scientific understanding of the neurophysiological mechanisms which underlie ancient meditation practices. The findings were recently published in a paper entitled ‘Coupling of respiration and attention via the locus coeruleus: Effects of meditation and pranayama’ in the journal Psychophysiology. Further research could help with the development of non-pharmacological therapies for people with attention compromised conditions such as ADHD and traumatic brain injury and in supporting cognition in older people.

There are traditionally two types of breath-focused practices — those that emphasise focus on breathing (mindfulness), and those that require breathing to be controlled (deep breathing practices such as pranayama). In cases when a person’s attention is compromised, practices which emphasise concentration and focus, such as mindfulness, where the individual focuses on feeling the sensations of respiration but make no effort to control them, could possibly be most beneficial. In cases where a person’s level of arousal is the cause of poor attention, for example drowsiness while driving, a pounding heart during an exam, or during a panic attack, it should be possible to alter the level of arousal in the body by controlling breathing. Both of these techniques have been shown to be effective in both the short and the long term.


Ian Robertson, Co-Director of the Global Brain Health Institute at Trinity and Principal Investigator of the study added: “Yogis and Buddhist practitioners have long considered the breath an especially suitable object for meditation. It is believed that by observing the breath, and regulating it in precise ways–a practice known as pranayama–changes in arousal, attention, and emotional control that can be of great benefit to the meditator are realised. Our research finds that there is evidence to support the view that there is a strong connection between breath-centred practices and a steadiness of mind.”

“Our findings could have particular implications for research into brain ageing. Brains typically lose mass as they age, but less so in the brains of long term meditators. More ‘youthful’ brains have a reduced risk of dementia and mindfulness meditation techniques actually strengthen brain networks. Our research offers one possible reason for this – using our breath to control one of the brain’s natural chemical messengers, noradrenaline, which in the right ‘dose’ helps the brain grow new connections between cells. This study provides one more reason for everyone to boost the health of their brain using a whole range of activities ranging from aerobic exercise to mindfulness meditation.”


Source: Fiona Tyrrell – Trinity College Dublin

Publisher: Organized by NeuroscienceNews.com.

Image Source: NeuroscienceNews.com image is in the public domain.

Original Research: Abstract for “Coupling of respiration and attention via the locus coeruleus: Effects of meditation and pranayama” by Michael Christopher, Melnychuk, Paul M. Dockree, Redmond G. O’Connell, Peter R. Murphy, Joshua H. Balsters, and Ian H. Robertson in Psychophysiology. Published May 10 2018.

doi:10.1111/psyp.13091


Abstract

Coupling of respiration and attention via the locus coeruleus: Effects of meditation and pranayama

The locus coeruleus (LC) has established functions in both attention and respiration. Good attentional performance requires optimal levels of tonic LC activity, and must be matched to task consistently. LC neurons are chemosensitive, causing respiratory phrenic nerve firing to increase frequency with higher CO2 levels, and as CO2 level varies with the phase of respiration, tonic LC activity should exhibit fluctuations at respiratory frequency. Top‐down modulation of tonic LC activity from brain areas involved in attentional regulation, intended to optimize LC firing to suit task requirements, may have respiratory consequences as well, as increases in LC activity influence phrenic nerve firing. We hypothesize that, due to the physiological and functional overlaps of attentional and respiratory functions of the LC, this small neuromodulatory nucleus is ideally situated to act as a mechanism of synchronization between respiratory and attentional systems, giving rise to a low‐amplitude oscillation that enables attentional flexibility, but may also contribute to unintended destabilization of attention. Meditative and pranayama practices result in attentional, emotional, and physiological enhancements that may be partially due to the LC’s pivotal role as the nexus in this coupled system. We present original findings of synchronization between respiration and LC activity (via fMRI and pupil dilation) and provide evidence of a relationship between respiratory phase modulation and attentional performance. We also present a mathematical dynamical systems model of respiratory‐LC‐attentional coupling, review candidate neurophysiological mechanisms of changes in coupling dynamics, and discuss implications for attentional theory, meditation, and pranayama, and possible therapeutic applications.

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