Un experimento de Northwestern University con 35 adultos encontró que los tiempos de reacción variaban a lo largo del ciclo respiratorio y eran más lentos cerca del punto máximo de la inhalación.
Redacción: Redacción Mundo de la Salud
Editor: Karem Díaz S.
El momento de la respiración en el que una persona recibe un estímulo puede influir en la rapidez con la que responde. Un experimento dirigido por investigadores de Northwestern University encontró que 35 adultos jóvenes reaccionaron, en promedio, 41 milisegundos más rápido durante la exhalación que durante la inhalación al realizar una prueba de atención sostenida.
El estudio, publicado en la revista científica iScience, también mostró que las respuestas producidas durante las pausas naturales entre respiraciones fueron aproximadamente 21 milisegundos más rápidas que durante la inhalación. Los tiempos de reacción más lentos aparecieron alrededor del punto máximo de la inspiración, lo que revela una variación sistemática de la respuesta psicomotora a lo largo del ciclo respiratorio.
Una prueba siguió cada respiración de 35 adultos
La investigación fue desarrollada por Erika M. Yamazaki y Ken A. Paller, de Northwestern University. Participaron 35 adultos sanos de entre 18 y 33 años que realizaron una Tarea de Vigilancia Psicomotora, conocida como PVT por sus siglas en inglés.
La prueba es utilizada para estudiar la atención sostenida y la velocidad de respuesta. Los participantes observaban una pantalla y debían presionar la barra espaciadora de una computadora tan pronto como un cuadrado rojo cambiaba a amarillo.
Mientras realizaban la tarea, un sensor de flujo de aire colocado debajo de las fosas nasales registraba continuamente su respiración. De esta manera, los científicos podían determinar con precisión si cada respuesta se producía durante una inhalación, una exhalación o una de las breves pausas naturales del ciclo respiratorio.
El experimento se relaciona directamente con los mecanismos de atención que permiten seleccionar y responder a determinados estímulos. Como ha explicado Mundo de la Salud al abordar cómo funcionan los sistemas cerebrales responsables de la atención, el cerebro necesita filtrar continuamente grandes cantidades de información para priorizar aquello que resulta relevante en cada momento.
La exhalación se asoció con respuestas 41 milisegundos más rápidas
Al cruzar miles de respuestas registradas en milisegundos con las mediciones del flujo respiratorio, los investigadores identificaron diferencias claras. Las respuestas durante la exhalación fueron, en promedio, 41 milisegundos más rápidas que durante la inhalación, una diferencia equivalente aproximadamente a una vigésima quinta parte de un segundo.
Las pausas respiratorias también mostraron una ventaja frente a la inhalación. En esos intervalos, las respuestas fueron aproximadamente 21 milisegundos más rápidas.
El análisis detallado del ciclo completo permitió observar que el peor rendimiento relativo aparecía cerca del máximo de la inhalación. La velocidad mejoraba posteriormente durante la exhalación y permanecía más rápida durante las pausas respiratorias.
Los participantes no recibieron instrucciones para modificar deliberadamente su respiración. El objetivo era registrar el patrón respiratorio natural mientras respondían a estímulos visuales inesperados, evitando convertir la prueba en un ejercicio consciente de control de la respiración.
El resultado se mantuvo antes y después de dormir
Cada participante completó la prueba en dos ocasiones. Una medición se realizó antes y otra después de un período de sueño dentro del laboratorio. Algunos voluntarios realizaron una siesta durante el día y otros durmieron durante ocho horas.
Los investigadores analizaron la relación entre respiración y velocidad de respuesta teniendo en cuenta esas diferencias en el estado de alerta. El patrón asociado con la fase respiratoria se mantuvo, lo que permitió identificar la respiración como una fuente adicional de variabilidad de la respuesta durante la tarea.
El sueño tiene una relación estrecha con la atención, la memoria y otras funciones cognitivas. Investigaciones anteriores analizadas por Mundo de la Salud han mostrado que el descanso y otros hábitos pueden influir en la atención y la salud cerebral, aunque esos trabajos estudian fenómenos distintos y no explican directamente el efecto respiratorio encontrado por Northwestern.
Los científicos todavía no conocen el mecanismo exacto
La investigación establece una relación medible entre la fase de la respiración y la rapidez de respuesta, pero no determina todavía cuál es el mecanismo cerebral responsable.
Ken Paller, profesor de Psicología de Northwestern University y autor principal del trabajo junto con Yamazaki, señaló que una posible explicación se encuentra en la eficiencia neurofisiológica. Investigaciones anteriores han mostrado que determinadas oscilaciones de la actividad cerebral pueden sincronizarse con los ritmos respiratorios.
Respirar no es, por tanto, una actividad completamente aislada del funcionamiento cerebral. El ritmo respiratorio interactúa con procesos regulados por el sistema nervioso y puede coincidir con variaciones en diferentes funciones fisiológicas.
Esa comunicación entre procesos corporales y cerebrales también se observa bajo otras condiciones. Por ejemplo, el estrés sostenido puede alterar la comunicación entre el cerebro y el cuerpo, modificando funciones reguladas por el sistema nervioso autónomo como el ritmo cardíaco, la digestión, el sueño y la propia respiración.
El experimento no demuestra que exhalar mejore cualquier tarea
Los 41 milisegundos no deben interpretarse como una mejora general de la capacidad cerebral ni como prueba de que exhalar deliberadamente permita reaccionar siempre más rápido. El experimento evaluó una tarea concreta y relativamente sencilla: detectar un cambio visual y responder presionando una tecla.
La muestra también fue pequeña y estuvo formada exclusivamente por adultos jóvenes y sanos. Los resultados no establecen qué ocurriría en niños, adultos mayores, personas con enfermedades neurológicas o individuos con trastornos respiratorios.
Tampoco puede extrapolarse directamente la diferencia observada a actividades como conducir, practicar un deporte o tomar decisiones complejas. Aunque 41 milisegundos pueden resultar importantes en situaciones donde pequeñas fracciones de segundo cuentan, el estudio no probó que controlar voluntariamente la exhalación mejore el rendimiento en esos escenarios.
Además, otras tareas cognitivas pueden relacionarse de manera diferente con la respiración. Procesos como recordar información, reconocer expresiones faciales o tomar decisiones requieren operaciones cerebrales distintas de una respuesta motora simple ante una señal visual.
Respiración y actividad cerebral mantienen una relación compleja
La investigación amplía un campo de la neurociencia que estudia cómo los ritmos internos del organismo pueden modular temporalmente la actividad cerebral. La respiración cambia continuamente entre inspiración, espiración y pausas, mientras diferentes sistemas neuronales procesan información procedente tanto del ambiente como del propio cuerpo.
Estudios anteriores habían observado sincronización entre la respiración nasal y oscilaciones neuronales en regiones cerebrales relacionadas con memoria y procesamiento emocional. El nuevo trabajo añade evidencia de que el ciclo respiratorio también coincide con pequeñas variaciones en la rapidez de una respuesta psicomotora.
Esto no significa que exista una fase respiratoria universalmente favorable para todas las funciones cognitivas. El hallazgo se limita a la velocidad de respuesta durante una prueba de vigilancia sostenida y los propios investigadores reconocen que todavía es necesario comprender cómo se produce la conexión observada.
La apnea del sueño abre una nueva línea de investigación
El laboratorio de Paller está ampliando esta línea de trabajo hacia los trastornos respiratorios del sueño. Una investigación financiada por los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos busca estudiar las consecuencias cognitivas de la apnea obstructiva del sueño y la relación entre los ritmos respiratorios y el funcionamiento cerebral.
La apnea obstructiva provoca interrupciones repetidas de la respiración durante el descanso y puede fragmentar el sueño. Sus consecuencias potenciales van más allá de la somnolencia: la apnea obstructiva moderada o severa se ha asociado con un mayor riesgo de microhemorragias cerebrales en investigaciones independientes.
Otros estudios clínicos están explorando nuevas formas de tratar el trastorno. Un ensayo internacional analizado por Mundo de la Salud encontró que un tratamiento oral experimental redujo los episodios de apnea e hipopnea en adultos que no toleraban el CPAP, aunque se trata de una línea terapéutica diferente de la investigación sobre respiración y tiempos de reacción.
La respiración aparece como otra fuente de variación de la atención
El hallazgo de Northwestern introduce una variable que normalmente no se considera al interpretar pequeñas fluctuaciones en el rendimiento cognitivo. Incluso cuando una persona mantiene la atención sobre una misma tarea, su velocidad de respuesta puede cambiar ligeramente dependiendo del punto del ciclo respiratorio en el que aparece el estímulo.
Para los investigadores, este efecto puede ser relevante tanto para comprender mejor la interacción entre cerebro y cuerpo como para perfeccionar experimentos que utilizan tiempos de reacción. Si la respiración introduce variaciones medibles de decenas de milisegundos, conocer su fase podría ayudar a interpretar con mayor precisión determinados resultados experimentales.
La investigación no convierte la exhalación en una técnica terapéutica ni en una recomendación para mejorar los reflejos. Su principal aportación es más específica: demostrar experimentalmente que, durante una tarea de atención sostenida, la rapidez de respuesta humana fluctúa de manera sistemática a lo largo de algo tan cotidiano y repetitivo como cada ciclo de respiración.
Fuentes referenciales:
iScience – Response speed is modulated by respiratory phase
Northwestern University – Ready, set, exhale: Study links respiration and cognition
Infobae
