Modulare la coscienza stimolando l’epitelio olfattivo? È possibile!

La respirazione e l'epitelio olfattivo visti come possibili chiavi d'accesso all'intrigante e compicato mondo della coscienza

ID Articolo: 169795 - Pubblicato il: 05 novembre 2019
Modulare la coscienza stimolando l’epitelio olfattivo? È possibile!
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Un gruppo di ricercatori dell’Università di Pisa ha indagato il legame tra respiro e coscienza, due mondi apparentemente lontani, ma incredibilmente vicini, come già testimoniato dalle tecniche del respiro lento meditativo che possono arrivare a provocare veri e propri stati alterati di coscienza.

 

Messaggio pubblicitario Negli ultimi anni la meditazione si sta diramando sempre di più anche in occidente, i suoi potenti effetti sulla mente e sul corpo sono stati riconosciuti dalla comunità scientifica e gli studi a riguardo hanno subito un notevole incremento. C’è un elemento di grande interesse che caratterizza le pratiche meditative: il controllo volontario del respiro. Le tecniche di respirazione lenta vengono impiegate in maniera versatile, nel caso della meditazione queste tecniche provocano dei veri e propri stati alterati di coscienza (Goleman, 1997). Lo stato alterato di coscienza si caratterizza per una percezione sempre più fine di sé, un distacco da tutti gli altri eventi e una concentrazione al momento presente. Il connubio intrigante tra respiro e coscienza ha spinto un gruppo di ricercatori dell’Università di Pisa a indagare questo legame apparentemente lontano, ma incredibilmente vicino.

Quali sono gli effetti delle tecniche di respirazione lenta sul nostro cervello?

Una considerevole mole di studi ha messo in evidenza come la meditazione abbia la capacità di modificare l’attività cerebrale, grazie all’EEG sappiamo che porta ad un incremento dell’attività theta (4-8 Hz) in molte regioni cerebrali (Aftanas et al., 2001). La respirazione lenta, direttamente collegata alla meditazione, è anch’essa in grado di elicitare notevoli modificazioni: quando su modelli animali hanno stimolato l’epitelio olfattivo con ritmi lenti è stata ritrovata la stessa frequenza a livello corticale. Negli animali il ritmo della respirazione riesce a sintonizzare l’attività di scarica di neuroni lontani dalla corteccia olfattiva. Questi pattern straordinari non sono osservabili nel caso di respirazione con la bocca e nel caso della tracheotomia. Una visione fin troppo semplicistica ha portato all’errore di considerare i neuroni olfattivi semplicemente come rilevatori di odori, oggi possiamo affermare che le loro capacità vanno ben oltre, questi neuroni se stimolati riescono addirittura a rispondere a stimoli di natura meccanica (Grosmaitre et al., 2007). Come correliamo quello che la ricerca ha individuato tramite l’elettrofisiologia con quello che la persona percepisce durante la meditazione? Le oscillazioni lente dovute alla respirazione individuate a livello corticale si associano a ciò che la persona esperisce: aumento dell’attenzione verso l’interno, miglior focalizzazione su quanto accade al momento presente, abbassamento dei livelli d’ansia e di stress (Goleman, 1997).

È possibile ricreare quello che accade durante la meditazione?

Assolutamente sì! Un gruppo di ricerca dell’Università di Pisa, partendo dagli studi sulla meditazione, si sono focalizzati non tanto sulle tecniche meditative che hanno la respirazione lenta solo come effetto secondario, ma sono andati a indagare i correlati della respirazione lenta. Il loro lavoro nasce dall’ipotesi che l’accoppiamento respirazione-attività neurale sia in grado di modulare il comportamento e lo stato di coscienza nell’uomo. Quello che hanno fatto è stato ricreare una condizione simil-meditativa: per simulare la respirazione lenta della meditazione, hanno utilizzato un’apposita cannula nasale per stimolare periodicamente (8 secondi di stimolazione e 12 secondi senza stimolazione) l’epitelio olfattivo attraverso aria compressa inodore ad una frequenza di 0,05 Hz per 15 minuti. Questa frequenza specifica non è frutto del caso, ma è stata scelta in quanto replica le frequenze lente della respirazione nelle pratiche meditative (Arambula et al., 2001; Jerath et al., 2006). Per l’indagine sperimentale sono stati scelti 12 soggetti sani, ognuno ha preso parte a due sessioni diverse: una sperimentale che prevedeva la stimolazione nasale (detta “nasal stimulation”, NS) e una di controllo in cui la stimolazione era assente (detta “controllo session”, CS). Le due sessioni si sono svolte ad una settimana l’una dall’altra e in entrambi i casi i soggetti sono stati monitorati con l’EEG, successivamente i ricercatori hanno confrontato i dati raccolti ottenuti nelle due diverse fasi dell’esperimento.

Messaggio pubblicitario Quello che emerge assume un’importanza enorme: unicamente nella fase post NS è stato registrato un aumento delle frequenze theta e delta nella corteccia orbitofrontale, prefrontale mediale (bilaterale per theta, destra per delta), giro paraippocampale, corteccia entorinale, corteccia cingolata destra e nel precuneo (Piarulli et al., 2018). Un altro aspetto importante che emerge dallo studio riguarda la direzione del flusso delle informazioni: nella condizione post stimolazione il flusso ha subito un’inversione rispetto alla condizione pre-stimolazione per la frequenza theta. Nella veglia la direzione del flusso delle informazioni è postero-anteriore, invece sia nel sonno REM che nel sonno NREM la direzione è antero-posteriore.

I soggetti hanno percepito qualcosa di diverso con la stimolazione nasale?

Le due sessioni a livello elettrofisiologico sono diverse tra di loro, i dati EEG indicano che accade sicuramente qualcosa nei soggetti, ma cosa hanno percepito veramente? Si sono accorti della differenza tra le due sessioni? I ricercatori sono riusciti a ricreare uno stato simil-meditativo?

Per indagare a fondo l’esperienza soggettiva vissuta da ogni singolo partecipante è stato utilizzato il Phenomenology of Consciousness Inventory (PCI). Questo strumento ha permesso di associare ai dati EEG il vissuto esperienziale dei partecipanti durante la stimolazione: queste persone hanno riportato di sentirsi come in uno stato alterato di coscienza, hanno percepito il tempo in maniera diversa e hanno notato un aumento dell’attenzione rivolta all’interno. Le sensazioni che emergono sono le stesse che provano coloro che praticano la meditazione, chi pratica determinate tecniche riesce a vivere uno stato alterato di coscienza e riesce anche focalizzarsi maggiormente su ciò che accade all’interno e non all’esterno. L’esperienza vissuta dai partecipanti allo studio si associa perfettamente con quanto registrato dall’EEG.

Ad oggi il tema della coscienza è tanto intrigante quanto complicato, la respirazione potrebbe essere un varco per far luce su questo mondo così difficile da comprendere. Questo lavoro è sorprendente perché permette di andare oltre il ruolo classico a cui siamo abituati della respirazione, inoltre, ci consente di capire quanto la sola respirazione sia in grado di aiutarci nell’arduo compito di comprendere la coscienza.

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Bibliografia

  • Aftanas, L.I. & Golocheikine, S.A. (2001). Human anterior and frontal midline theta and lower alpha reflect emotionally positive state and internalized attention: high-resolution EEG investigation of meditation. Neurosci. Lett. 310, 57–60.
  • Arambula, P., Peper, E., Kawakami, M. & Hughes-Gibney, K. (2001). The physiological correlates of kundalini yoga meditation: a study of a yoga master. Appl. Psychophys. Biof. 26, 147–153.
  • Goleman, D. & Santini, L. (1997). La forza della meditazione. Rizzoli.
  • Grosmaitre, X., Santarelli, L. C., Tan, J., Luo, M. & Ma, M. (2007). Dual functions of mammalian olfactory sensory neurons as odor detectors and mechanical sensors. Nat. Neurosci. 10, 348–354.
  • Jerath, R., Edry, J.W., Barnes, V.A. & Jerath, V. (2006). Physiology of long pranayamic breathing: neural respiratory elements may provide a mechanism that explains how slow deep breathing shifts the autonomic nervous system. Med. Hypotheses 67, 566–571.
  • Piarulli, A., Zaccaro, A., Laurino, M., Menicucci, D., De Vito, A., Bruschini, L., … & Gemignani, A. (2018). Ultra-slow mechanical stimulation of olfactory epithelium modulates consciousness by slowing cerebral rhythms in humansScientific reports8 (1), 6581.
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