La respiration est la clé de l’augmentation de l’oxygène dans le cerveau
Un approvisionnement adéquat en oxygène est essentiel pour le bon fonctionnement du cerveau, et les déficiences en oxygène des tissus sont notées comorbidité dans les maladies humaines et le vieillissement. Pour cette raison, il y a eu beaucoup d’intérêt dans l’étude de la dynamique de l’oxygénation cérébrale.
Cependant, il y a une lacune dans notre compréhension de la façon dont le comportement, comme les exercices naturels comme la locomotion, affecte l’oxygénation cérébrale. Cependant, la façon dont la dynamique de l’oxygène cérébral est contrôlée chez l’animal qui se comporte reste obscure.
Une nouvelle étude menée par une équipe internationale de scientifiques suggère que Contrairement aux connaissances acceptées, le sang peut apporter plus d’oxygène au cerveau des souris lorsqu’elles font de l’exercice, car l’augmentation de la respiration emballe plus d’oxygène dans l’hémoglobine.
En attendant, la seule façon d’apporter plus d’oxygène au cerveau serait d’apporter plus de sang au cerveau en augmentant le débit sanguin. Les scientifiques ont voulu savoir comment les niveaux d’oxygène du cerveau étaient affectés par des comportements naturels, précisément l’exercice.
Le schéma respiratoire change pendant les tâches cognitives. La phase de respiration se verrouille en fonction de la tâche à accomplir. Dans le cerveau, l’augmentation de l’activité neuronale s’accompagne généralement d’une augmentation du flux sanguin.
Mais ce qui se passe à l’intérieur du corps reste inconnu. Ainsi, les scientifiques ont utilisé des souris qui pouvaient choisir de marcher ou de courir sur un tapis roulant et ont surveillé leur respiration, leur activité neuronale, leur débit sanguin et l’oxygénation de leur cerveau.
Qing Guang Zhang, un postdoctorant en sciences de l’ingénierie et en mécanique, a déclaré : « Nous avons prédit que l’oxygénation du cerveau dépendrait de l’activité neuronale et du débit sanguin. Nous nous attendions à ce que l’oxygénation diminue dans le cortex frontal du cerveau si le flux sanguin diminuait. »
« C’est ce que nous pensions qu’il se produirait, mais nous avons ensuite réalisé que c’était la respiration qui maintenait l’oxygénation. »
« La seule façon dont cela pourrait se produire serait que l’exercice amène le sang à transporter plus d’oxygène, ce qui signifierait que le sang n’est normalement pas complètement saturé en oxygène. »
Les scientifiques ont observé l’oxygénation dans le cortex somatosensoriel, le cortex frontal et le bulbe olfactif, car ce sont les zones les plus accessibles du cerveau. Diverses techniques ont été utilisées pour suivre la respiration, le flux sanguin et l’oxygénation.
Les scientifiques ont noté que « l’oxygénation persistait lorsque l’activité neuronale et l’hyperémie fonctionnelle (augmentation du flux sanguin) étaient bloquées, se produisait à la fois dans le tissu et dans les artères alimentant le cerveau, et était étroitement corrélée à la fréquence respiratoire et à la phase du cycle respiratoire. »
L’étude est publiée dans la revue Nature Communications.