Uno studio statunitense apre alla possibilità di indurre l’effetto riparatore del riposo senza “spegnere” interamente il cervello
Perché dormiamo?
La risposta che immediatamente ci viene in mente è apparentemente scontata: per ricaricare il nostro organismo, recuperando le energie spese durante la giornata.
Giusto, ma c’è anche molto di più.
Mentre dormiamo, il corpo rilascia ormoni che riparano i muscoli, ottimizzano il metabolismo e rinforzano il sistema immunitario. È poi soprattutto a livello cerebrale che il sonno è fondamentale. Perché ci permette non solo di eliminare le scorie metaboliche accumulate, ma anche, per esempio, di consolidare la memoria.
Eppure, ci sono mammiferi, come i delfini, o alcune specie di uccelli, che riescono ad alternare lo spegnimento degli emisferi del loro cervello, mentre continuano le proprie attività. Può riuscirci anche l’uomo? Chiaramente, nel nostro caso, servirebbe un intervento esterno. Che, però, potrebbe funzionare, come hanno dimostrato alcuni esperimenti condotti sui topi.
Il cervello che svolge le funzioni del sonno mentre siamo svegli
I risultati dei test condotti dal team di ricercatori supportato e finanziato dal National Institutes of Health (Nih), l’agenzia federale di ricerca medica statunitense, sono stati riportati nello studio “L’induzione di periodi di on/off corticali nei topi svegli soddisfa le funzioni di sonno”, appena pubblicato sulla rivista Nature Neuroscience.
La domanda a cui hanno provato a dare una risposta gli scienziati è stata proprio se alcune delle funzioni fondamentali del sonno, in particolare il suo effetto riparatore, possono essere svolte anche mentre siamo svegli.
A tal fine, dunque, sono stati indotti specifici modelli di attività in piccole porzioni del cervello di topi di laboratorio svegli.
In tal modo è stato possibile innescare quella ricalibrazione delle connessioni neurali che normalmente si verifica solo durante la fase “non rem” del sonno, ottenendo il risultato di compensare gli effetti derivanti dalla privazione del sonno nelle attività di memoria.
“Quello che stiamo essenzialmente facendo – ha spiegato l’autrice corrispondente Chiara Cirelli – è forzare il sonno in una regione locale del cervello. Mentre quella parte sta consolidando i ricordi e ripristinando la capacità di apprendimento, altre parti rimangono consapevoli/vigilanti e connesse all’ambiente”.
La fase “non rem” del sonno indotta
Durante il sonno con movimento oculare non rapido, che costituisce circa l’80% del sonno per gli adulti, vengono valutate le giunzioni tra i neuroni che creano ricordi. Durante questa fase, il cervello protegge importanti connessioni per lo stoccaggio a lungo termine, pota quelle meno necessarie e fa spazio a quelle nuove.
Già in precedenza gli studiosi avevano dimostrato che, se privati del sonno, tanto i ratti quanto gli uomini possono mostrare, da svegli, un’attività cerebrale locale a onde lente, tipica del sonno “non rem”. Un calo, però, ritenuto troppo sporadico e breve per risultare utile.
Utilizzando una combinazione di impianti a pulsazione della luce e modifiche genetiche, i ricercatori hanno allora provato a indurre un’attività ritmica di alternanza dei periodi di intensa attività e di riposo dei neuroni della corteccia cerebrale (on/off) in un lato del cervello di topi privati del sonno, imitando i modelli che si verificano durante il sonno “non rem”.
Tra i risultati emersi, è stato riscontrato che le regioni cerebrali specifiche stimolate artificialmente mostravano un minore bisogno di sonno quando i topi hanno successivamente dormito in maniera naturale.
Il cervello si è cioè comportato come se avesse già svolto una parte del lavoro normalmente affidato al sonno. E ulteriori esperimenti hanno suggerito che questo dipenda proprio dallo specifico modello di attività alternato.
I possibili sviluppi
Lo studio ha inoltre offerto nuovi dettagli su come il cervello si resetta durante il sonno, rivelando caratteristiche del sonno fondamentali per il suo effetto riparatore di ripulitura e riequilibrio delle connessioni nervose e di consolidamento dei ricordi nella memoria legate alle oscillazioni “on/off”. Questo, va chiarito, non significa che possiamo sostituire il sonno.
Visto che lo studio ha sottolineato che alcune funzioni riparative del sonno sono legate a specifici modelli di attività neuronale, l’indicazione di prospettiva è che tali processi potrebbero essere attivati localmente anche durante la veglia, scomponendo il sonno in diversi moduli funzionali non necessariamente legati alla perdita di coscienza.
Dopo che, per molti anni, il sonno è stato considerato come un fenomeno unico e indivisibile, le sempre più diffuse recenti tendenze della neuroscienza stanno dunque tentando di capire quali funzioni si colleghino ai vari processi biologici del sonno.
Il gruppo di ricercatori cercherà ora di capire se effetti simili possano essere replicati negli esseri umani, utilizzando una tecnologia di stimolazione transcranica meno invasiva. “Questa ricerca – conclude Amy Bamy Adams del Nih – decodifica ulteriormente perché dormiamo e come impariamo, il che ci porta un passo più vicino a capire come prevenire e trattare meglio il declino cognitivo”.
Alberto Minazzi
