Il respiro come un'impronta digitale

La sua unicità potrebbe servire anche per scopi diagnostici

Proprio come un'impronta digitale, il ritmo respiratorio di ognuno di noi è unico e può aiutare a individuare alcune caratteristiche fisiche e mentali peculiari di una persona.
È il risultato di uno studio del Weizmann Institute of Science di Rehovot, in Israele, che ha analizzato il respiro di 97 persone sane per 24 ore, scoprendo la possibilità di identificare i partecipanti con una precisione elevata solo basandosi sulla loro frequenza respiratoria. La frequenza può inoltre essere associata all'indice di massa corporea e a segni di depressione e ansia.
«In un certo senso, stiamo leggendo la mente attraverso il naso», afferma Noam Sobel, neurobiologo e coautore dello studio. «Questo potrebbe rivelarsi uno strumento diagnostico molto potente». Il team ha pubblicato il suo studio su Current Biology.
La respirazione è fortemente connessa al cervello, ogni movimento inspiratorio ed espiratorio è coordinato per fornire al cervello l'ossigeno necessario per gestire tutti gli apparati dell'organismo. Il team di Sobel è partito dalla considerazione che ogni cervello funziona in maniera diversa, il che lasciava supporre che anche la respirazione seguisse questa linea.
Per testare la loro teoria, i ricercatori hanno sviluppato un dispositivo indossabile personalizzato che registra il flusso d'aria attraverso le narici di una persona. Il dispositivo, dotato di tubicini inseriti nel naso, è stato posizionato sulla nuca per monitorare la respirazione delle persone durante le attività quotidiane.
I parametri utilizzati per caratterizzare il modello respiratorio di una persona sono stati in totale 24, fra cui la durata delle fasi inspiratoria ed espiratoria e l'asimmetria del flusso d'aria fra le narici.
Sono stati poi separati i periodi di veglia e di riposo dei partecipanti, e un algoritmo ha proceduto ad analizzare la mole di dati raccolta.
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.
Il parametro che ha fornito i risultati più accurati era quello relativo al periodo di veglia, ma utilizzando una caratterizzazione a 100 parametri di un set di dati completo invece di una a soli 24 parametri, i ricercatori sono riusciti a individuare i singoli individui con una precisione vicina al 97%.
I ricercatori hanno quindi raccolto i dati sull'indice di massa corporea dei partecipanti e quelli dei questionari per valutare i livelli di ansia e depressione. È così emersa una correlazione fra questi dati e i modelli di respirazione. Ad 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.
Chi aveva ottenuto punteggi più alti nei questionari per ansia o depressione mostrava modelli distinti del proprio 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».