Se si dorme poco alcuni neuroni “schiacciano un pisolino”

Un nuovo studio sui ratti fa luce su come gli stili di vita che prevedono poco sonno potrebbero compromettere il funzionamento del cervello senza che la gente se ne accorga. Infatti più i topi sono  deprivati ​​del sonno, più alcuni dei loro neuroni hanno dei “colpi di sonno”- con un conseguente calo nelle prestazioni. Anche se gli animali sono svegli e attivi, le misure delle onde cerebrali rivelano che gruppi sparsi di neuroni nella parte pensante del cervello, o corteccia, si addormentano brevemente.

“Questi neuroni in un cervello stanco, ma sveglio, possono essere responsabili della diminuzione dell’ attenzione, della scarsa capacità di giudizio, della propensione all’errore e dell’ irritabilità che proviamo quando non abbiamo avuto abbastanza sonno, ma non ci sentiamo particolarmente stanchi”, spiega Giulio Tononi dell’Università del Wisconsin-Madison. “Sorprendentemente, nei cervelli che dormono poco, sottoinsiemi di neuroni vanno “offline” in una zona della corteccia, ma non in un altra – o anche in una parte di una zona e non in un altra.”

Tononi e i suoi colleghi hanno riportato i loro risultati online il 28 aprile 2011 sulla rivista Nature.

Per saperne di più, i ricercatori hanno monitorato l’attività elettrica in diverse aree della corteccia, tenendo i ratti  svegli per molte ore. Hanno messo degli oggetti nelle loro gabbie – palline colorate, scatole, tubi, materiali di nidificazione con l’odore di altri topi. Più i ratti perdevano il sonno, più le sottopopolazioni di neuroni della corteccia si spegnevano, apparentemente in modo casuale, in varie località. I profili elettrici di questi neuroni stanchi sono simili a quelli dei neuroni in tutta la corteccia durante la fase NREM o nel sonno ad onde lente. Eppure, l’ EEG complessivo dei topi, una misura dell’attività elettrica dal cervello al cuoio capelluto, ha confermato che erano svegli, così come si deduceva dal loro comportamento. Perciò la stanchezza neuronale si differenzia dai colpi di sonno di  3-15 secondi in cui si  chiudono gli occhi e si dorme – stato che a volte è vissuto con la veglia prolungata. E’ più simile a “cadute” locali viste in alcune forme di epilessia, suggeriscono i ricercatori.

Sebbene in maniera sottile, i neuroni “stanchi” hanno interferito con le prestazioni. Se i neuroni si spengono nella corteccia motoria  una frazione di secondo prima che un topo cerca di raggiungere  una pallina di zucchero,  la sua possibilità di successo si è ridotta del 37,5 per cento. E il numero complessivo di tali incidenti aumenta significativamente con lo stato di veglia prolungata. Questo suggerisce che i neuroni stanchi, e gli aumenti di accompagnamento in attività ad onde lente, potrebbero contribuire a spiegare la performance ridotta delle persone che dormono poco che possono sembrare  apparentemente sveglie.

I sottoinsiemi di neuroni che si addormentano dopo un lungo stato di veglia,  è, per molti versi, l’immagine speculare di progressivi cambiamenti che si verificano durante il sonno di recupero dopo un periodo di privazione del sonno. Tononi suggerisce che entrambi servono per mantenere l’equilibrio e che siano parte dei meccanismi di compensazione che regolano il bisogno di dormire. Proprio come la privazione del sonno produce uno stato di instabilità nel cervello, si può anche innescare instabilità locale nella corteccia, eventualmente mediante deplezione dei livelli di messaggeri chimici del cervello. Così, i neuroni stanchi potrebbe assopirsi nel quadro di un processo di risparmio energetico o di riparazione per sovraccarico alle connessioni neuronali.

“La ricerca suggerisce che la privazione del sonno durante l’adolescenza può comportare effetti negativi emozionali e cognitivi che potrebbero influenzare lo sviluppo del cervello”, ha osservato  Thomas R. Insel  “La linea più vasta di studi a cui questo appartiene, stanno, in parte, considerando i cambiamenti del sonno nei modelli di sviluppo del cervello come un indice potenziale per la salute delle connessioni neurali che possono iniziare ad andare storte durante la transizione critica dall’infanzia all’ adolescenza. “