Pattern respiratori

Sono millenni che lo yoga della respirazione dice lo stesso!

Il respiro usato come «impronta digitale» (e a scopo diagnostico)

di Pietro Amante

Lo schema di inspirazione ed espirazione non solo è unico per ciascuno di noi, ma può anche essere un indicatore dello stato fisico e mentale.

Il respiro usato come «impronta digitale»

Come i vortici nelle impronte digitali, il ritmo respiratorio di una persona potrebbe essere unico, offrendo un modo non solo per identificare lei , ma anche per identificare alcune delle sue caratteristiche fisiche e mentali. Un team di ricercatori ha studiato il respiro di 97 persone sane per 24 ore e ha scoperto di poter identificare i partecipanti con una precisione relativamente elevata basandosi solo sulla loro frequenza respiratoria. Inoltre, ha scoperto che questa frequenza può essere correlata con l'indice di massa corporea e con segni e/o sintomi di depressione e ansia. «In un certo senso, stiamo leggendo la mente attraverso il naso» afferma Noam Sobel, neurobiologo presso il Weizmann Institute of Science di Rehovot, in Israele e coautore dello studio. «Questo potrebbe rivelarsi uno strumento diagnostico molto potente». Il team ha pubblicato il suo studio su Current Biology.

D’altra parte, è cosa nota che la respirazione è profondamente connessa al cervello. Ogni atto inspiratorio ed espiratorio è coordinato per fornire al cervello l'ossigeno necessario per gestire tutti gli apparati dell’organismo. Sobel e il suo team si sono chiesti: dal momento che ogni cervello funziona in modo diverso da tutti gli altri, non dovrebbe essere unica anche la respirazione di ogni persona? 

Per testare questa teoria, i ricercatori hanno sviluppato un dispositivo indossabile personalizzato che registra il flusso d'aria attraverso ciascuna narice di una persona. Montato sulla nuca, il dispositivo, dotato di tubicini inseriti nel naso e molto simile a quello utilizzato per fornire ossigeno supplementare a chi ne ha bisogno, monitora la respirazione delle persone durante le loro attività quotidiane, sia durante la veglia sia durante il sonno.

Per caratterizzare il modello respiratorio di una persona, il team ha estratto 24 parametri dai dati del flusso aereo, tra cui la durata delle fasi inspiratoria ed espiratoria e l'asimmetria del flusso d'aria tra le narici. Hanno quindi separato i periodi in cui i partecipanti erano svegli e addormentati e hanno addestrato un algoritmo di intelligenza artificiale con questi dati. Quando 42 dei partecipanti sono tornati in laboratorio settimane, mesi e persino due anni dopo, per partecipare a un'altra sessione di misurazione della durata di 24 ore, l'algoritmo è stato in grado di identificarli in base al loro pattern respiratorio. I dati relativi ai periodi in cui i partecipanti erano svegli hanno fornito risultati più accurati rispetto a quelli dei periodi di sonno, ma quando i ricercatori hanno utilizzato una caratterizzazione a 100 parametri di un set di dati completo invece di una a soli 24 parametri, sono riusciti a individuare i singoli individui con una precisione vicina al 97%. Confortati da questo successo, Sobel e i colleghi hanno iniziato a chiedersi se fosse possibile imparare di più dai modelli respiratori.

Il team di ricerca ha raccolto dati sull'indice di massa corporea dei partecipanti e da questionari per valutare i livelli di depressione e ansia. Un'analisi ha rilevato correlazioni tra queste informazioni e i modelli di respirazione, sebbene la maggior parte dei partecipanti abbia ottenuto punteggi bassi nei questionari. Per esempio, i profili respiratori durante il sonno delle persone con indice di massa corporea più elevato erano diversi da quelli delle persone con indice di massa corporea più basso. E coloro che avevano ottenuto punteggi più alti nei questionari per ansia o depressione presentavano modelli distinti del loro “stile” inspiratorio ed espiratorio. 

«È uno studio davvero interessante» commenta Artin Arshamian, neuroscienziato del Karolinska Institutet di Stoccolma.

Gli scienziati che studiano la respirazione hanno cercato di collegare i modelli del respiro alla salute, «in modo analogo a quello con cui un elettrocardiogramma, che utilizza elettrodi applicati alle dita, alle braccia o al torace per studiare l'attività elettrica del cuore, può rivelare anomalie della sua funzione, afferma la psichiatra Helen Lavretsky dell'Università della California, Los Angeles. «Il lavoro di Sobel e colleghi» prosegue Lavretsky rappresenta un deciso miglioramento nel campo degli studi del modello respiratorio, che di solito raccolgono dati sulla respirazione in periodi più brevi. E apre le porte alla progettazione di terapie per il respiro».

Lavretsky afferma che «la respirazione è lo strumento più potente a nostra disposizione, tanto che alcune forze armate statunitensi insegnano alle loro truppe a controllare il respiro per gestire lo stress e mantenere la concentrazione nei momenti di maggiore pressione».

Ora Sobel e colleghi stanno cercando di scoprire quali tipi di modelli respiratori siano correlati a bassi livelli di stress e ansia, per vedere se sia possibile adottare modelli respiratori idonei a contrastare tali sensazioni. «Se avremo successo, cercheremo di insegnare alle persone a respirare in modo da alleviare lo stress» conclude Sobel.

19 giugno 2025