• nasal stimulation
• stimolazione nasale
• stati alterati di coscienza
• indagine psicometrica
• Pranayama
• potenze in bande di frequenza EEG
• EEG power
• psychometric survey
• altered state of consciousness

Lo studio del respiro nell’ultimo decennio ha suscitato sempre più interesse nel campo delle Neuroscienze, in riferimento agli effetti psicofisiologici e comportamentali indotti dalle tecniche di respirazione controllata del Pranayama, ma anche dalle tecniche di matrice Occidentale come il Training Autogeno o il Rilassamento Muscolare Progressivo. Elemento essenziale comune a tali tecniche è la respirazione profonda e controllata, dipendente nella maggior parte dei casi dalle vie nasali.
L’attuale letteratura scientifica sia sul modello animale che sul modello umano ha evidenziato che la stimolazione meccanica indotta dal flusso d’aria sull’epitelio nasale è in grado di influenzare i pattern oscillatori del bulbo olfattivo, della corteccia piriforme, e delle aree corticali e sottocorticali ad essi connesse.
Lo scopo di questo lavoro di tesi è quello di verificare il ritmo del respiro è in grado di sincronizzare la frequenza di scarica dei neuroni della corteccia, in virtù di tale pathway neurale. Attraverso l’analisi della relazione tra il respiro e lo stato di coscienza, questo studio offre per la prima volta un contributo psicometrico in riferimento all’influenza che la respirazione nasale induce sulla modulazione dell’attività neuronale nelle cortecce di ordine superiore.
Nella parte introduttiva di questo lavoro di tesi sono descritti i numerosi contributi forniti dalle Neuroscienze contemporanee, ottenuti grazie allo studio sistematico delle vie olfattive sul modello animale, degli effetti sull’attività cerebrale della respirazione in generale, e delle tecniche di controllo della respirazione (Occidentale e Orientale), di cui sono riportati i principali effetti a livello del sistema nervoso centrale e del sistema nervoso autonomo.
La seconda parte descrive la fase sperimentale: su un campione di 16 soggetti praticanti esperti in pratiche meditative, Yoga e Pranayama sono stati studiati gli effetti riportati a seguito del Sama Vritti Pranayama (Respirazione Quadrata). Questa tecnica prevede l’esecuzione di una respirazione nasale lenta e controllata, in cui le fasi respiratorie (inspirazione, pausa a polmoni pieni, espirazione, pausa a polmoni vuoti) hanno tutte la stessa durata, in questo studio pari a 6 secondi, per una frequenza pari a circa 2.5 respiri al minuto (0.04 Hz). Lo stesso campione sperimentale è stato sottoposto ad una condizione di controllo in cui era richiesto loro di eseguire una respirazione controllata seguendo gli stessi tempi del Sama Vritti Pranayama, condotta però esclusivamente attraverso la bocca. Per la valutazione dell’esperienza soggettiva è stata somministrata una batteria di test di stato e di test retrospettivi.
I risultati psicometrici mostrano che la respirazione lenta nasale è in grado di provocare uno stato alterato di coscienza, caratterizzato da un’alterata percezione del corpo, un aumento dell’introspezione, delle emozioni positive e un’alterazione dei significati attribuibili generalmente all’esperienza. Tali alterazioni a livello dello stato di coscienza permangono anche nel tempo successivo alla respirazione, simulando uno stato temporaneo simil-dissociativo.
In conclusione, questo lavoro di tesi mette in luce che le tecniche di controllo del respiro sono in grado di influenzare lo stato di coscienza e lo stato emotivo, probabilmente in virtù dell’influenza che l’ingresso ritmico del flusso d’aria attraverso il naso esercita sulla modulazione della frequenza di scarica dei neuroni della corteccia. Inoltre, la respirazione nasale lenta è in grado di generare alterazioni nello stato di coscienza paragonabili ad uno stato simil-dissociativo non patologico. L’evidenza oggettiva di questo dato fornito dall’analisi psicometrica suggerisce il possibile utilizzo di tecniche di respirazione lenta nasale nella popolazione sana, preclinica e clinica.

Research on breathing, in the last decades, has gained more interest in the neuroscience field in terms of behavioral and psichological effects induced by Pranayama and by Western matrix breathing techniques as autogenic training or progressive muscle relaxation.
Current scientific literature on animal and human models points out air flow induced mechanical stimulation of the nasal epithelium is capable of influencing oscilatory paterns of the olfactory bulb and the piriform cortex including connected cortical and subcortical areas.
The purpose of this thesis is to verify that the respiratory rhythm is capable of synchronizing cortex neurons discharge by virtue of this neural pathway. This study offers a psychometric contribution to nasal breathing induced influence on modulation of neuronal activity in higher order cortices, through analysis of the relationship between respiration and state of consciousness, for the first time.
Introduction part of this thesis describes numerous contemporary contributions in Neuroscience discovered in sistematic studies of olfactory ways in animal models, respiration effects on general brain activity, and respiration control techniques (Western and Oriental) which show the main effects on the central nervous system and the peripheral nervous system.
The second part describes the experimental phase: the effects reported following an Oriental-derived respiratory technique (Sama Vritti Pranayama or Square Respiration) were studied on a sample of 16 subjects experienced in meditation techniques, Yoga and Pranayama.
Sama Vritti Pranayamainvolves the execution of a slow and controlled nasal breathing, in which the respiratory phases (inhalation, pause with full lungs, exhalation, pause with empty lungs) all have the same duration, equal to 6 seconds, for a frequency equal to about 2.5 breaths per minute (0.04 Hz). The same experimental sample was subjected to a control condition in which they were required to perform a controlled breathing using the same pattern as the Sama Vritti Pranayama technique, but conducted exclusively through the mouth. For the evaluation of the subjective experience, a set of state tests and retrospective tests was administered.
Psychometric results show that slow nasal breathing is able to provoke an altered state of consciousness, characterized by an altered perception of the body, an increase in introspection, positive emotions and an alteration of meanings generally attributable to experience. Such alterations at the level of state of consciousness also remain in the time following the breathing, simulating a temporary, dissociative-like state.
Finally, this thesis shows that respiration control techniques are able to entrain the state of consciousness and emotional state, probably by virtue of the influence that the rhythmic entry of the air flow through the nose exercises on cortex neurons discharge modulation. Furthermore, slow nasal breathing is able to generate alterations in thestate of consciousness comparable to a non-pathological simil-dissociative state. Objective evidence of this data provided by psychometric analysis suggests a possible use of slow nasal breathing techniques in healthy, preclinical and clinical population.