Un estudio detectó que el cerebro responde 41 milisegundos más rápido al exhalar: qué ocurre durante cada respiración del cuerpo

Una diferencia de 41 milisegundos puede pasar inadvertida en la vida diaria, pero fue suficiente para que un grupo de investigadores detectara un patrón en el laboratorio: las personas reaccionaron más rápido cuando exhalaban que cuando inhalaban. El resultado surge de un estudio de la Universidad Northwestern, en Estados Unidos, publicado en la revista científica iScience.

La investigación analizó cómo cambia la velocidad de respuesta según el momento del ciclo respiratorio. Los autores hallaron que los participantes respondían, en promedio, 41 milisegundos antes durante la exhalación que durante la inhalación. En las breves pausas entre una respiración y otra, la diferencia fue de 21 milisegundos a favor de esas pausas frente a la fase de inspiración.

El trabajo estuvo encabezado por Erika M. Yamazaki, neurocientífica y exintegrante del laboratorio de Ciencias Cognitivas de Northwestern, junto con Ken Paller, profesor de Psicología de esa universidad. Los investigadores buscaron medir si la respiración podía influir en una habilidad concreta: la rapidez para responder a una señal visual.

Para eso convocaron a 35 adultos de entre 18 y 33 años, quienes realizaron una prueba de vigilancia psicomotora. En términos simples, debían presionar la barra espaciadora de una computadora apenas detectaban que un cuadrado rojo cambiaba a amarillo.

Mientras hacían el ejercicio, llevaban un dispositivo debajo de las fosas nasales que registraba el flujo de aire. Esa medición permitió identificar si la persona estaba inhalando, exhalando o atravesaba una pausa respiratoria en el momento exacto de pulsar la tecla.

Cada voluntario completó el test en dos ocasiones: una antes y otra después de dormir en el laboratorio. Algunos realizaron una siesta y otros descansaron durante ocho horas. Aun con esas distintas condiciones de sueño, el patrón vinculado a la respiración se mantuvo.

El análisis mostró que los tiempos más lentos se concentraban cerca del punto máximo de la inhalación. En cambio, la exhalación y las pausas entre respiraciones coincidieron con una mayor velocidad de respuesta.

El estudio midió todas las fases de la respiración

La investigación se diferencia de trabajos anteriores porque examinó el ciclo respiratorio completo, incluidas las pausas naturales que separan una inspiración de una espiración. Los científicos cruzaron miles de respuestas registradas en milisegundos con los datos del flujo de aire de cada participante.

La prueba utilizada se conoce como Tarea de Vigilancia Psicomotora, un método frecuente para evaluar atención sostenida y tiempo de reacción. La atención sostenida es la capacidad de mantener la concentración durante un período prolongado, como ocurre al seguir una señal o realizar una tarea repetitiva.

“El estudio documenta una importante conexión entre la respiración y los sistemas cerebrales que responden a los acontecimientos del entorno”, afirmó Paller en un comunicado de la Universidad Northwestern.

El investigador aclaró que todavía no existe una explicación definitiva para el fenómeno. “Aún no sabemos exactamente cómo están relacionados”, señaló. Una de las hipótesis apunta a la eficiencia neurofisiológica, una expresión que alude a la manera en que el sistema nervioso procesa información y coordina sus respuestas.

Según Paller, otros estudios ya habían observado que algunas oscilaciones cerebrales se sincronizan con el ritmo respiratorio. Las oscilaciones cerebrales son variaciones repetidas de la actividad eléctrica de las neuronas, que participan en procesos como la atención, el sueño y la percepción.

La respiración también se vincula con la actividad cerebral

La nueva investigación se suma a un campo que estudia la relación entre las señales del cuerpo y el funcionamiento del cerebro. Respirar cumple una función básica para el organismo, aunque su ritmo también parece coincidir con cambios en procesos mentales de corta duración.

Los autores no plantean que una fase del ciclo respiratorio sea mejor que otra para todas las actividades cognitivas. La cognición incluye funciones como recordar, prestar atención, tomar decisiones y reconocer estímulos. En este caso, el experimento solo evaluó la rapidez ante una señal visual simple.

Yamazaki sostuvo que el diseño permitió mostrar el vínculo entre ambos procesos mediante una tarea fácil de comprender. “Pudimos demostrar la relación entre respiración y cognición”, explicó la autora principal.

El resultado tampoco permite concluir que una persona pueda aumentar de forma voluntaria su rendimiento deportivo, su capacidad para conducir o sus reflejos cotidianos solo por exhalar en un momento determinado. La muestra fue reducida, incluyó exclusivamente a adultos jóvenes y se desarrolló en condiciones controladas de laboratorio.

La diferencia de 41 milisegundos refleja una asociación observada durante una tarea específica, no una recomendación médica ni una técnica de entrenamiento.

El laboratorio de Paller desarrolla ahora una línea de investigación sobre apnea del sueño, con financiación de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos (NIH). La apnea del sueño es un trastorno en el que la respiración se interrumpe de forma repetida durante el descanso nocturno.

Esas pausas pueden alterar el sueño y afectar el funcionamiento durante el día. El equipo busca comprender mejor qué ocurre cuando los ritmos respiratorios se modifican mientras una persona duerme y cómo esas alteraciones se relacionan con la actividad cerebral.

Los investigadores esperan que ese conocimiento permita evaluar, a futuro, estrategias no invasivas para mejorar el descanso y reducir algunas consecuencias de dormir mal. Por ahora, el estudio aporta un dato concreto: la fase de la respiración puede influir en la velocidad con la que el cerebro responde a una señal externa.