Respiração e emoção conectadas por circuito cerebral recém-identificado

117-2025

Neuroscience 19 de novembro de 2024

Resumo: Pesquisadores identificaram um circuito cerebral específico que permite o controle voluntário da respiração, associando-o a estados emocionais e comportamentais. Esse circuito, que abrange o córtex cingulado anterior, a ponte e a medula oblonga, desacelera a respiração durante estados de calma e a acelera em estados de ansiedade. Experimentos em camundongos mostraram que a ativação desse circuito reduziu a ansiedade, enquanto seu desligamento aumentou o estresse.

As descobertas fornecem uma base neurológica para práticas como ioga e mindfulness e sugerem potenciais alvos terapêuticos para transtornos de ansiedade e pânico. Cientistas buscam desenvolver medicamentos que possam estimular esse circuito para regular a respiração e aliviar o estresse. Essa descoberta destaca como a respiração pode influenciar o bem-estar mental por meio de mecanismos cerebrais diretos.

Principais fatos :

• Um circuito cerebral que conecta o córtex, a ponte e a medula coordena a respiração com as emoções.

• A ativação do circuito desacelerou a respiração e reduziu a ansiedade em camundongos.

• Descobertas podem inspirar medicamentos para regular a respiração e tratar transtornos de ansiedade.

Fonte: Instituto Salk

Inspire profundamente e expire lentamente… 

Não é estranho que possamos nos acalmar diminuindo a respiração?

Os humanos usam a respiração lenta há muito tempo para regular suas emoções, e práticas como ioga e mindfulness popularizaram técnicas formais como a respiração em caixa. Ainda assim, há pouca compreensão científica sobre como o cérebro controla conscientemente nossa respiração e se isso realmente tem um efeito direto em nossa ansiedade e estado emocional.

Neurocientistas do Instituto Salk identificaram, pela primeira vez, um circuito cerebral específico que regula a respiração voluntariamente. Usando camundongos, os pesquisadores identificaram um grupo de células cerebrais no córtex frontal que se conecta ao tronco encefálico, onde ações vitais como a respiração são controladas.

Suas descobertas sugerem que essa conexão entre as partes mais sofisticadas do cérebro e o centro respiratório do tronco cerebral inferior nos permite coordenar nossa respiração com nossos comportamentos atuais e estado emocional.

As descobertas, publicadas na  Nature Neuroscience  em 19 de novembro de 2024, descrevem um novo conjunto de células cerebrais e moléculas que podem ser alvos terapêuticos para prevenir a hiperventilação e regular ansiedade, pânico ou transtornos de estresse pós-traumático.

“O corpo se regula naturalmente com respirações profundas, então alinhar nossa respiração com nossas emoções parece quase intuitivo para nós, mas não sabíamos realmente como isso funcionava no cérebro”, diz o autor sênior Sung Han, professor associado e presidente do Pioneer Fund Developmental da Salk.

“Ao revelar um mecanismo cerebral específico responsável por desacelerar a respiração, nossa descoberta pode oferecer uma explicação científica para os efeitos benéficos de práticas como ioga e atenção plena no alívio de emoções negativas, fundamentando-as ainda mais na ciência.”

Padrões respiratórios e estados emocionais são difíceis de desvendar — se a ansiedade aumenta ou diminui, a frequência respiratória também aumenta. Apesar dessa conexão aparentemente óbvia entre regulação emocional e respiração, estudos anteriores haviam explorado exaustivamente apenas os mecanismos respiratórios subconscientes no tronco encefálico.

E embora estudos mais recentes tenham começado a descrever mecanismos conscientes de cima para baixo, nenhum circuito cerebral específico foi descoberto até que a equipe de Salk investigou o caso.

Os pesquisadores presumiram que o córtex frontal do cérebro, que orquestra pensamentos e comportamentos complexos, estava de alguma forma se comunicando com uma região do tronco cerebral chamada medula, que controla a respiração automática.

Para testar isso, eles primeiro consultaram um banco de dados de conectividade neural e depois fizeram experimentos para rastrear as conexões entre essas diferentes áreas do cérebro.

Esses experimentos iniciais revelaram um possível novo circuito respiratório: neurônios em uma região frontal chamada córtex cingulado anterior foram conectados a uma área intermediária do tronco cerebral na ponte, que então foi conectada à medula logo abaixo.

Além das conexões físicas dessas áreas cerebrais, também era importante considerar os tipos de mensagens que elas poderiam enviar umas às outras. Por exemplo, quando a medula está ativa, ela inicia a respiração.

No entanto, as mensagens vindas da ponte, na verdade, inibem a atividade na medula, levando à diminuição da frequência respiratória. A equipe de Han levantou a hipótese de que certas emoções ou comportamentos poderiam levar os neurônios corticais a ativar a ponte, o que, por sua vez, reduziria a atividade na medula, resultando em uma respiração mais lenta.

Para testar isso, os pesquisadores registraram a atividade cerebral em camundongos durante comportamentos que alteram a respiração, como cheirar, nadar e beber, bem como durante condições que induzem medo e ansiedade.

Eles também usaram uma técnica chamada optogenética para ligar ou desligar partes desse circuito cerebral em diferentes contextos emocionais e comportamentais enquanto mediam a respiração e o comportamento dos animais.

Suas descobertas confirmaram que, quando a conexão entre o córtex e a ponte era ativada, os camundongos ficavam mais calmos e respiravam mais lentamente, mas quando os camundongos estavam em situações que induziam ansiedade, essa comunicação diminuía e as taxas de respiração aumentavam.

Além disso, quando os pesquisadores ativaram artificialmente esse circuito córtex-ponte-medula, a respiração dos animais desacelerou e eles demonstraram menos sinais de ansiedade. Por outro lado, quando os pesquisadores desligaram esse circuito, a frequência respiratória aumentou e os camundongos ficaram mais ansiosos.

No geral, esse circuito córtex cingulado anterior-ponte-medula apoiou a coordenação voluntária das taxas de respiração com estados comportamentais e emocionais.

“Nossas descobertas me fizeram pensar: poderíamos desenvolver medicamentos para ativar esses neurônios e diminuir manualmente nossa respiração ou prevenir a hiperventilação no transtorno do pânico?”, diz o primeiro autor do estudo, Jinho Jhang, pesquisador sênior associado no laboratório de Han.

Minha irmã, três anos mais nova que eu, sofre de transtorno do pânico há muitos anos. Ela continua a inspirar minhas perguntas de pesquisa e minha dedicação em respondê-las.

Os pesquisadores continuarão analisando o circuito para determinar se medicamentos poderiam ativá-lo para desacelerar a respiração sob comando. Além disso, a equipe está trabalhando para encontrar o inverso do circuito — um  circuito de respiração rápida  , que eles acreditam estar provavelmente ligado também à emoção.

Eles estão esperançosos de que suas descobertas resultarão em soluções de longo prazo para pessoas com ansiedade, estresse e transtornos de pânico, o que inspira sua descoberta e dedicação.

“Quero usar essas descobertas para criar uma pílula de ioga”, diz Han.

“Pode parecer bobagem, e a tradução do nosso trabalho em um medicamento comercializável levará anos, mas agora temos um circuito cerebral potencialmente direcionável para a criação de terapias que podem instantaneamente desacelerar a respiração e iniciar um estado tranquilo e meditativo.”

Outros autores incluem Shijia Liu, Seahyung Park e David O'Keefe, do Salk.

Financiamento: O trabalho foi apoiado pelo Instituto Kavli para Cérebro e Mente (IRGS 2020-1710).

Sobre esta notícia sobre pesquisa de emoção e respiração

Autor: Salk Comm

Fonte: Salk Institute

Contato: Salk Comm – Salk Institute

Imagem: A imagem é creditada ao Neuroscience News

Pesquisa original: Acesso fechado.“ Um circuito de respiração lenta de cima para baixo que alivia o afeto negativo ” por Sung Han et al. Nature Neuroscience

Um circuito de respiração lenta de cima para baixo que alivia o efeito negativo

Embora a respiração seja principalmente automática, sua modulação pelo comportamento e pelas emoções sugere entradas corticais nas redes respiratórias do tronco cerebral, que até agora receberam pouca caracterização.

Aqui, identificamos em camundongos uma via respiratória de cima para baixo, dos neurônios do córtex cingulado anterior dorsal (dACC) aos neurônios inibitórios GABAérgicos do núcleo reticular pontino (PnC GABA ), que então se projetam para a medula ventrolateral (VLM).

A atividade dACC→PnC se correlaciona com ciclos respiratórios lentos e comportamentos orofaciais volitivos e é influenciada por condições ansiogênicas.

A estimulação optogenética do circuito dACC→PnC GABA →VLM simultaneamente desacelera a respiração e suprime comportamentos ansiosos, enquanto a inibição optogenética aumenta tanto a frequência respiratória quanto os comportamentos ansiosos.

Essas descobertas sugerem que o circuito dACC→PnC GABA →VLM desempenha um papel crucial na coordenação da respiração lenta e na redução do afeto negativo. Nosso estudo elucida uma base de circuito para o controle da respiração de cima para baixo, que pode influenciar os estados emocionais.