»
S
I
D
E
B
A
R
«
I neuroni che collegano respirazione e calma
July 8th, 2017 by admin

In verde le connessioni fra alcune cellule del centro della respirazione nel tronco encefalico e aree superiori del cervello (Cortesia Kevin Yackle et al./Science/AAAS)

I neuroni che collegano respirazione e calma

Un minuscolo gruppo di neuroni situato nella parte del tronco encefalico che controlla la respirazione comunica direttamente con una struttura cerebrale coinvolta nelle risposte allo stress. La scoperta potrebbe indicare le basi fisiologiche degli effetti calmanti della meditazione e avere ricadute sullo sviluppo di farmaci contro gli attacchi di panico e altri disturbi

E’ un piccolo gruppo di neuroni nel tronco cerebrale a regolare i rapporti fra la respirazione e le attività cerebrali superiori connesse a uno stato di calma oppure di agitazione.
La scoperta è di un gruppo di ricercatori della Stanford University, che firmano un articolo pubblicato su “Science” http://science.sciencemag.org/content/355/6332/1411 . In prospettiva, il risultato può avere ricadute in campo clinico con lo sviluppo di nuove terapie contro gli attacchi di panico e altri disturbi legati a stati di stress.

Anche se la respirazione è generalmente considerata un comportamento controllato soprattutto dal sistema nervoso autonomo, l’esistenza di strette connessioni con le aree cerebrali che presiedono alle funzioni cerebrali superiori è ben nota e ampiamente testimoniata, per esempio, dagli studi sugli effetti della meditazione, che ha uno dei suoi cardini proprio nel controllo della respirazione.
Tuttavia finora non era chiaro quali fossero i centri e i meccanismi neuronali che presiedono ai rapporti fra respiro e cervello.
ImageSource / AGFIn uno studio sperimentale sui topi, Kevin Yackle e colleghi hanno ora identificato il regista di questi rapporti in un piccolo gruppo di neuroni situato nel tronco cerebrale.
Si tratta in particolare di circa 175 neuroni del cosiddetto complesso di pre-Bötzinger, un articolato gruppo di 3000 neuroni circa la cui attività ritmica avvia i movimenti respiratori. I neuroni di questa sottopopolazione inviano delle proiezioni direttamente a un’area del cervello, il locus coeruleus, che ha un  ruolo chiave nello stato di vigilanza in generale, nella focalizzazione dell’attenzione, e nelle risposte allo stress.
Dopo aver eliminato in alcuni topi i neuroni identificati, i ricercatori hanno constatato che la loro respirazione era rimasta perfettamente normale, ma che gli animali rimanevano insolitamente tranquilli anche se erano sottoposti a stimoli che normalmente inducono una risposta di stress.

Dato che questi neuroni possono essere identificati grazie alla presenza di specifici marcatori molecolari, i ricercatori sperano che sia possibile sviluppare in tempi relativamente brevi farmaci in grado di agire selettivamente su di essi. http://www.lescienze.it/news/2017/03/31/news/neuroni_respirazione_stress_cervello-3477488/

Breathing control center neurons that promote arousal in mice

Kevin Yackle1,*

  1. Lindsay A. Schwarz2,

  2. Kaiwen Kam3,4

  3. Jordan M. Sorokin5

  4. John R. Huguenard5

  5. Jack L. Feldman3

  6. Liqun Luo2

  7. Mark A. Krasnow1,

  1. 1Howard Hughes Medical Institute, Department of Biochemistry, Stanford University School of Medicine, Stanford, CA 94305, USA.
  2. 2Howard Hughes Medical Institute, Department of Biology, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA.
  3. 3Systems Neurobiology Laboratory, Department of Neurobiology, David Geffen School of Medicine, University of California–Los Angeles, Los Angeles, CA 90095, USA.
  4. 4Department of Cell Biology and Anatomy, Chicago Medical School, Rosalind Franklin University of Medicine and Science, North Chicago, IL 60064, USA.
  5. 5Department of Neurology and Neurological Sciences, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA.
  1. Corresponding author. Email: krasnow@stanford.edu

  • * Present address: Department of Physiology, University of California–San Francisco, San Francisco, CA 94158, USA.

  • † Present address: Department of Developmental Neurobiology, St. Jude Children’s Research Hospital, Memphis, TN 38105, USA.

Science  31 Mar 2017: Vol. 355, Issue 6332, pp. 1411-1415. DOI: 10.1126/science.aai7984

The calming effect of breathing

The rhythmic activity of a cluster of neurons in the brainstem initiates breathing. This cluster is composed of distinct, though intermingled, subgroups of neurons. Yackle et al.found a small, molecularly defined neuronal subpopulation in this breathing rhythm generator that directly projects to a brain center that plays a key role in generalized alertness, attention, and stress (see the Perspective by Sheikbahaei and Smith). Removal of these cells did not affect normal breathing but left the animals unusually calm. The breathing center thus has a direct and dramatic influence on higher-order brain function.


Abstract

Slow, controlled breathing has been used for centuries to promote mental calming, and it is used clinically to suppress excessive arousal such as panic attacks. However, the physiological and neural basis of the relationship between breathing and higher-order brain activity is unknown. We found a neuronal subpopulation in the mouse preBötzinger complex (preBötC), the primary breathing rhythm generator, which regulates the balance between calm and arousal behaviors. Conditional, bilateral genetic ablation of the ~175 Cdh9/Dbx1 double-positive preBötC neurons in adult mice left breathing intact but increased calm behaviors and decreased time in aroused states. These neurons project to, synapse on, and positively regulate noradrenergic neurons in the locus coeruleus, a brain center implicated in attention, arousal, and panic that projects throughout the brain.

Breathing to inspire and arouse http://science.sciencemag.org/content/355/6332/1370


Comments are closed

»  Substance: www.sangye.it   »  Style: Ahren Ahimsa