Investigadores del Instituto Weizmann, que aseguran que las personas tenemos una respiración única, como ocurre con la huella dactilar, llevan años trabajando en este tema.
Este equipo del profesor Sobel, director del estudio que aparece en Current Biology, demuestra que se puede identificar a las personas basándose únicamente en sus patrones respiratorios con una precisión del 96,8 %. Las huellas respiratorias nasales únicas también pueden reflejar parámetros fisiológicos, como los niveles de excitación o el índice de masa corporal.
En este trabajo, los autores subrayan que “respirar puede parecer un proceso simple; lo coordinamos sin esfuerzo y rara vez le prestamos mucha atención. Sin embargo, la respiración de hecho se controla por una red cerebral notablemente compleja y extensa, que actúa como un marcapasos respiratorio, gobernando los patrones respiratorios autónomos de acuerdo con las necesidades homeostáticas fisiológicas, al tiempo que permite la toma de control voluntaria de la respiración en respuesta a las necesidades conductuales”.
Los componentes clave de esta red se encuentran dentro del tronco encefálico en el complejo pre-Bötzinger medular. Aunque las ráfagas rítmicas de actividad de este complejo pueden impulsar la inhalación independientemente de la entrada externa, su actividad se modula constantemente por la información de los quimiorreceptores y mecanorreceptores de todo el sistema respiratorio.
Esta modulación –siguen diciendo- “depende de una vasta red cerebral, que consiste en mecanismos medulares adicionales, mecanismos pontinos y varias estructuras corticales y subcorticales, todas involucradas en el control voluntario e involuntario de la respiración. Esta extensa red estructural y funcional respiratorio-encefálica implica que si pudiéramos caracterizar con gran precisión la respiración a lo largo del tiempo, podríamos deducir información significativa sobre su actividad en conjunto”.
Además, dado que los cerebros son únicos, las caracterizaciones precisas de sus patrones respiratorios a largo plazo generados internamente también podrían serlo.
En los mamíferos, el cerebro procesa la información olfativa durante la inhalación. Así se pregntaron: dado que cada cerebro es único, ¿no lo reflejaría el patrón respiratorio de cada persona?
Para probar la idea, desarrollaron un dispositivo portátil ligero que rastrea el flujo de aire nasal de forma continua durante 24 horas mediante tubos blandos colocados bajo las fosas nasales. La mayoría de las pruebas respiratorias duraron entre uno y 20 minutos y se centraron en evaluar la función pulmonar o diagnosticar enfermedades. Sin embargo, esas breves imágenes no son suficientes para captar patrones sutiles.
Afirma que han descubierto una forma completamente nueva de analizar la respiración. “La consideramos un indicador cerebral”, matiza. El equipo colocó el dispositivo a un centenar de adultos jóvenes sanos y les pidió que realizaran sus actividades cotidianas.
Con los datos recopilados, identificaron a los individuos utilizando únicamente sus patrones respiratorios con gran precisión. Esta alta precisión se mantuvo constante en múltiples repeticiones de pruebas realizadas durante dos años, rivalizando con la precisión de algunas tecnologías de reconocimiento de voz.
“Pensé que sería muy difícil identificar a alguien porque cada persona hace cosas diferentes, como correr, estudiar o descansar. Pero resultó que sus patrones de respiración eran notablemente distintos”, reconoce la autora principal del estudio, Timna Soroka.
Además, el trabajo revela que estas huellas respiratorias se correlacionaban con el índice de masa corporal (IMC), el ciclo sueño-vigilia, los niveles de depresión y ansiedad, e incluso con rasgos conductuales.
Por ejemplo, los participantes que obtuvieron puntuaciones relativamente altas en los cuestionarios de ansiedad tuvieron inhalaciones más cortas y mayor variabilidad en las pausas entre respiraciones durante el sueño.
Soroka observó que ninguno de los voluntarios cumplía los criterios de diagnóstico clínico para trastornos mentales o conductuales. Los resultados sugieren que la monitorización del flujo aéreo nasal, a largo plazo, puede servir como ventana al bienestar físico y emocional.
En este sentido, el profesor Sobel explica que, “intuitivamente asumimos que el grado de depresión o ansiedad que experimentamos altera nuestra forma de respirar. Pero podría ser al revés. Si esto es cierto, podríamos modificar nuestra forma de respirar para modificar esas condiciones”.
Cabe recordar que este experto en Neurobiología dirigió, en octubre de 2024, otro elegante estudio sobre pérdida de olfato (anosmia). Difundido en Nature Communications, demostró que las personas sin sentido del olfato respiran de forma diferente.
La nariz de los mamíferos cumple dos funciones: el olfato y la respiración. Dado que los patrones respiratorios se ven afectados por los olores, plantearon la hipótesis de que el flujo de aire respiratorio nasal puede verse alterado en la anosmia. Así, al igual que en el estudio actual, aplicaron un dispositivo portátil que registra con precisión el flujo de aire nasal durante sesiones de 24 horas en participantes con anosmia congénita aislada y controles.
Observaron patrones significativamente alterados del flujo de aire nasal respiratorio en la anosmia, tanto en vigilia como durante el sueño. Estas diferencias permiten clasificar la anosmia con una precisión del 83 % -siempre según el profesor Sobel- utilizando únicamente el trazado respiratorio.
“Los patrones de flujo de aire respiratorio tienen un impacto pronunciado en la salud, la emoción y la cognición. Por lo tanto, sugerimos que una parte de los resultados perjudiciales asociados con la anosmia puede atribuirse a patrones alterados del flujo de aire nasal respiratorio, en lugar de ser un resultado directo de la pérdida de la percepción del olor per se”.