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# Biologia# Neurociência

Respiração e Excitação: Uma Conexão Profunda

Analisando como a respiração influencia a alerta e o tamanho da pupila.

― 6 min ler


O impacto da respiraçãoO impacto da respiraçãona excitaçãoa atenção e o tamanho da pupila.Os ritmos da respiração afetam bastante
Índice

Estudos recentes mostram que a forma como nosso cérebro funciona tá ligada a vários processos físicos no nosso corpo que têm um ritmo. Isso inclui como nosso coração bate, como digerimos a comida, como respiramos e como nosso corpo reage a coisas que nos despertam ou nos deixam alertas. Entender como esses ritmos corporais influenciam nosso pensamento é importante, especialmente vendo como eles trabalham juntos. Esse artigo vai focar em como a respiração e a Excitação, medida pelo Tamanho da Pupila, estão conectadas.

A Importância do Ritmo da Respiração

Respirar é único porque dá pra controlar. Vem de certas células do cérebro que ajudam a definir o ritmo da nossa respiração. Sinais dessa parte do cérebro vão pra áreas que controlam movimento e emoções. Essas áreas se comunicam de volta com os centros de respiração, que podem mudar nossos padrões de respiração quando sentimos emoções diferentes, como durante um ataque de pânico. Embora a gente saiba que a respiração tá ligada ao nosso estado de alerta e excitação, não rolou muita pesquisa sobre como essa conexão funciona com as mudanças no tamanho da pupila, que é uma medida de quão alertas estamos.

O que é Excitação?

Excitação se refere a quão preparado nosso corpo está pra reagir às coisas ao nosso redor. É controlada por partes específicas do cérebro que liberam químicos importantes. Esses químicos influenciam como acordados nos sentimos e como mudamos entre diferentes estados, tipo estar calmo ou animado. À medida que nosso corpo libera esses químicos, o tamanho das pupilas muda. Medir o tamanho da pupila pode nos dar pistas sobre nossos níveis de alerta e mostrar como a atividade do nosso cérebro tá relacionada à respiração.

O Fenômeno do Hippus

Quando estamos relaxados por um tempo longo, nossas pupilas mostram um ritmo natural chamado Hippus, que indica que a gente pode estar ficando sonolento. Curiosamente, o pico típico desse ritmo coincide com nossa taxa de respiração. Pesquisas mostram que respiração e excitação estão relacionadas devido às estruturas cerebrais envolvidas, sugerindo que elas se comunicam entre si.

Questões de Pesquisa

Esse estudo busca investigar como mudanças na respiração afetam o tamanho da pupila e os níveis de excitação em indivíduos saudáveis em repouso e durante técnicas específicas de respiração. A gente também quer ver se essas relações mudam quando a pessoa tá fazendo uma tarefa que exige atenção.

Participantes e Métodos de Estudo

A gente estudou um grupo de voluntários pra coletar dados sobre a respiração e o tamanho da pupila. Todos os participantes estavam saudáveis, sem problemas respiratórios ou neurológicos conhecidos. Eles ficaram sentados confortavelmente enquanto monitorávamos a respiração com equipamentos especiais e gravávamos como suas pupilas reagiam.

Condições de Gravação

Os voluntários passaram por uma fase de repouso onde precisaram focar em um ponto por cinco minutos, permitindo que a gente coletasse dados sobre a respiração natural e os movimentos da pupila. Alguns participantes também participaram de uma segunda fase onde foram instruídos a respirar fundo por alguns minutos.

Processamento dos Dados

Os dados coletados foram analisados usando técnicas específicas pra garantir precisão. A gente converteu as medidas da área da pupila em um tamanho padrão, permitindo rastrear mudanças efetivamente. Também filtramos os dados de respiração pra remover qualquer ruído que pudesse interferir nas nossas descobertas.

Analisando a Conexão Entre Respiração e Excitação

Na nossa análise, descobrimos que os padrões de respiração mostravam um ritmo regular típico de uma taxa de respiração de cerca de 0,25 ciclos por segundo. O tamanho da pupila também apresentava um ritmo que atingia o pico em uma frequência um pouco mais baixa. Essa conexão entre os dois sinais foi ainda mais confirmada por meio de métodos estatísticos específicos.

Acoplamento Entre Respiração e Dinâmica da Pupila

A gente examinou quão estreitamente as mudanças na respiração e no tamanho da pupila estavam relacionadas. Nossa análise mostrou uma relação significativa entre os dois, indicando que quando a respiração muda, o tamanho da pupila tende a acompanhar. Essa conexão foi mais forte em certas frequências, sugerindo que o ritmo da respiração pode influenciar nosso estado de alerta.

Mudanças Durante Repouso e Engajamento em Tarefas

A gente queria ver como essa conexão mudava quando os participantes estavam em repouso versus quando estavam fazendo tarefas. Os participantes mostraram diferentes padrões de respiração e tamanho da pupila durante as tarefas, revelando que quando focamos em algo, a relação entre os dois sinais enfraquece.

Influências da Respiração no Tamanho da Pupila

Quando os participantes respiraram profundamente, notamos uma diminuição significativa na taxa de respiração deles, o que levou a mudanças na dinâmica da pupila. Curiosamente, a resposta pupilar não teve um ritmo forte durante a respiração profunda, indicando que respirar mais fundo afeta como a excitação é indicada pelo tamanho da pupila.

Observações Sobre o Desempenho em Tarefas

Quando os participantes fizeram tarefas, a dinâmica do tamanho da pupila mudou significativamente. O ritmo do tamanho da pupila enfraqueceu, indicando uma diminuição da atenção durante as tarefas. Essa descoberta sugere que o cérebro muda seu foco e níveis de alerta com base nas demandas da tarefa que está sendo realizada.

Implicações das Descobertas

As descobertas destacam o potencial impacto da respiração sobre como nos sentimos alertas. A conexão significativa entre os ritmos da respiração e o tamanho da pupila pode sugerir que a respiração desempenha um papel essencial na regulação dos nossos níveis de alerta e excitação.

Conclusão

Nossa pesquisa indica uma conexão clara entre respiração e excitação, vista pelo tamanho da pupila. Essa conexão parece mudar dependendo do estado do indivíduo, seja em repouso ou engajado em uma tarefa. Entender essas relações pode ajudar a gente a saber mais sobre como a respiração e outros processos fisiológicos influenciam nossas funções cognitivas no dia a dia. Essas ideias podem abrir novos caminhos pra explorar intervenções fisiológicas que melhorem o foco e a atenção, aumentando o bem-estar mental e a eficiência cognitiva.

Fonte original

Título: A dynamic link between respiration and arousal

Resumo: Viewing brain function through the lense of other physiological processes has critically added to our understanding of human cognition. Further advances though may need a closer look at the interactions between these physiological processes themselves. Here we characterise the interplay of the highly periodic, and metabolically vital respiratory process and fluctuations in arousal neuromodulation, a process classically seen as non-periodic. In data of three experiments (N = 56 / 27 / 25 women and men) we tested for covariations in respiratory and pupil size (arousal) dynamics. After substantiating a robust coupling in the largest dataset, we further show that coupling strength decreases during task performance compared with rest, and that it mirrors a decreased respiratory rate when participants take deeper breaths. Taken together, these findings suggest a stronger link between respiratory and arousal processes than previously thought. Moreover, these links imply a stronger coupling during periods of rest, and the effect of respiratory rate on the coupling suggests a driving role. As a consequence, studying the role of neuromodulatory arousal on cortical function may also need to consider respiratory influences. Significance statementWe characterise the interplay of the respiratory rhythm and pupil diameter dynamics as a well-known proxy for arousal. Although we consistently find respiratory modulation of pupillary changes, they were most pronounced during periods of rest (compared to during task performance) and dependent on respiratory rate (deep vs. normal breathing).

Autores: Daniel S. Kluger, J. Gross, C. Keitel

Última atualização: 2024-09-13 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.06.561178

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.06.561178.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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