Il cervello insonne

Approfondimenti sul sonno. Seconda puntata

Il cervello insonne

di Cristina Penco. Durante l’attività onirica la corteccia motoria cerebrale è sempre attiva. Che cosa succede nelle varie fasi del sonno al nostro corpo e alla nostra mente?

Il sonno è un’attività cui dedichiamo circa un terzo delle nostre vite. Ciascuno di noi, è stato calcolato, arriva ad accumulare qualcosa come 175 mila ore di sonno a partire dalla nascita. Abbiamo già visto che il nostro organismo è influenzato dai ritmi circadiani, ovvero dalle variazioni cicliche delle attività biologiche umane, come il tono muscolare, la temperatura corporea, il funzionamento renale.
Quando dormiamo, la temperatura corporea e la pressione sanguigna diminuiscono. La respirazione e il polso rallentano. La coscienza si dissolve gradualmente...
Ma attenzione. Quello che su cui ancora non ci siamo focalizzati è che, mentre sogniamo, il nostro cervello è attivo come se fossimo svegli. La corteccia motoria cerebrale, l’area deputata a coordinare i movimenti, funziona come se fossimo in stato di veglia. È quanto è emerso da alcuni studi, tra cui quello condotto da ricercatori dell’Ospedale Niguarda di Milano, del CNR di Genova, dell’Università dell’Aquila e del Dipartimento di Psicologia dell’Università di Roma Sapienza, pubblicata in copertina sugli Annals of Neurology.

Durante il sonno percepiamo i suoni
L’indagine scientifica ha preso le mosse dalla considerazione che, nell’ambito della fase di sonno REM (Rapid Eye Movement), quella appunto in cui si sogna, si distinguono momenti caratterizzati dalla presenza di attività oculare rapida, alternate a fasi di quiescenza. Non solo. Durante il sonno il cervello si riposa, ma non del tutto e non in modo sempre uguale nelle diverse fasi. Tanto che, in alcuni momenti, mentre dormiamo siamo in grado di sentire e categorizzare i suoni.
Secondo un’altra ricerca pubblicata sul Journal of Neuroscience in alcuni stadi del sonno, anche se non ce ne rendiamo conto, siamo capaci di analizzare complessi stimoli sonori, preparandoci ad agire di conseguenza.

L'australiano Thomas Andrillon ha condotto ricerche sul sonno a Parigi.

Per Thomas Andrillon, dell'Università New South Wales, Sydney (Australia), che ha preso il PhD alla École normale supérieure di Parigi, a fare la differenza potrebbe essere lo stadio del sonno in cui ci si trova. Il tipo di risposta sollecitato da un input esterno, cioè, cambierebbe in base alla fase onirica che si sta vivendo. Andrillon è giunto a questa conclusione dopo aver chiesto ad alcuni volontari di trascorrere la notte in laboratorio. Mentre si addormentavano, queste persone, la cui attività cerebrale veniva monitorata attraverso elettroencefalografia (EEG), sono state invitate ad ascoltare alcune parole e a premere un pulsante con la mano sinistra se avessero sentito il nome di oggetti e con la destra in caso di vocaboli indicanti animali. Nel corso del sonno REM i soggetti sotto osservazione hanno continuato a preparare mentalmente i movimenti per schiacciare i pulsanti, ma solo nel caso di parole incontrate e categorizzate in precedenza.

 

Fasi di sonno REM e non-REM
Nelle fasi leggere di sonno non-REM, i partecipanti hanno continuato a mostrare preparazione motoria, indipendentemente dalla novità o meno delle parole. In fase di sonno non-REM profondo, invece, non c'è stata alcuna attività cerebrale associata agli stimoli. Cosa comporterebbe tutto ciò?
Secondo gli studiosi guidati da Andrillon, nello stadio REM gli stimoli esterni rischiano di competere con quelli relativi ai sogni, generati internamente e per questo  verrebbero in parte schermati. Durante il sonno profondo invece, le onde cerebrali si ipersincronizzano e migliaia di neuroni si "silenziano" all'unisono, impedendo al cervello di processare l'informazione sensoriale. Viceversa, nella fase leggera di sonno non-REM sembra possibile un'analisi complessa degli stimoli esterni, anche se apparentemente stiamo dormendo. Pensiamo a quando dormiamo in un ambiente sconosciuto: una parte del nostro cervello rimane vigile per controllare la situazione (è stato dimostrato anche da alcuni studi recenti).

Le cinque fasi del sonno
Simili considerazioni ci portano ad analizzare, più nel dettaglio, le differenti fasi del sonno attraverso cui il nostro cervello passa ogni notte. Gli strumenti con cui esse sono state esaminate finora dagli esperti sono tre misure psicofisiologiche, in particolare: il già citato elettroencefalogramma (EEG), che registra l'attività elettrica dei neuroni della corteccia cerebrale mediante elettrodi posti sul cuoio capelluto; l’elettro-oculogramma (EOG), che registra i movimenti oculari tramite elettrodi applicati intorno agli occhi; l’elettromiogramma (EMG), che misura le scariche elettriche dei muscoli tramite l'applicazione di elettrodi in corrispondenza dei muscoli oggetto di studio.
Durante una notte di sonno, il tradizionale EEG di un soggetto mostra 5 stadi differenti.
Stadio 0 È il primo stadio, di veglia/sonno. Da quando chiudiamo gli occhi, nel nostro cervello appaiono delle onde alfa, con una frequenza compresa tra 8 e 13 hertz. Sono le stesse che si manifestano anche durante l’ipnosi o quando meditiamo. Durante la notte può capitare di svegliarsi varie volte, ma di solito sono tratti temporali talmente brevi che non ce ne ricordiamo più una volta svegli.
Diverso è il caso di chi fatica a riprendere sonno e resta a contemplare il soffitto rimuginando su cattivi e cupi pensieri. Il responsabile di tale difficoltà potrebbe essere la melatonina, l’ormone del sonno (detto anche l’ormone del buonumore). Come noto, molti integratori naturali hanno come ingrediente funzionale proprio questa sostanza, per favorire il riposo notturno tranquillo in casi di stress, cambiamenti repentini o jet lag.

Stadio 1, noto anche come dormiveglia, il cervello riduce la sua attività (ma come abbiamo visto, resta sempre vigile). Le onde sono a bassa ampiezza e alta frequenza. Viene mantenuto il tono muscolare e gli occhi presentano movimenti lenti. Talvolta si producono delle contrazioni muscolari, la cui causa è ancora sconosciuta. Si ipotizza che potessero avere una funzione per i nostri antenati primati, evitando loro delle cadute dagli alberi quando si addormentavano su tronchi e rami.
Stadio 2, quello del sonno medio. È caratterizzato da un abbassamento della frequenza, da un leggero aumento dell'ampiezza delle onde (di tipo theta) e dalla presenza, nell’elettrocardiogramma, dei cosiddetti "complessi K". Nell’EEG si configurano come bruschi soprassalti e sono chiamati anche “fusi del sonno”: si tratta di sequenze rapide di onde ravvicinate dalla forma particolare, che presentano dapprima una deflessione verso l'alto, subito dopo una deflessione verso il basso. Hanno una durata che arriva ai due secondi. I muscoli si distendono e la coscienza si attenua.
Stadio 3, contraddistinto dalla comparsa di onde delta, le più lente, presenti in una percentuale che varia dal 20% al 50%. È un sonno molto profondo dal quale è difficile risvegliarsi. La tensione muscolare diminuisce ulteriormente e non si percepisce più l’ambiente circostante. Lo stadio 4, infine, è la fase più profonda del sonno. Le onde delta sono presenti in una percentuale superiore al 50%.

Il sonno REM o sogno paradosso
Dopo aver passato qualche minuto nello stadio 4, il tracciato dell'EEG mostra un percorso inverso. I soggetti tornano infatti alla fase 3, alla 2 e alla 1. In questo caso, però, lo stadio 1 si configura differente da quello descritto in precedenza. I movimenti oculari si fanno rapidi e si assiste a una perdita di tono muscolare. Siamo, cioè, nella fase di stadio 1 emergente o sonno REM. Solitamente un ciclo di sonno, considerato dall'inizio dello stadio 1 iniziale all'inizio dello stadio 1 emergente, dura all’incirca 90-100 minuti, durante i quali le fasi viste in precedenza hanno durata variabile e tendono a ripetersi 4-5 volte per notte.
Il sonno REM, spesso popolato da numerosi sogni, viene definito anche "sonno paradosso": in un soggetto profondamente addormentato, l'attività della corteccia cerebrale è molto vicina a quella della veglia. Il consumo di ossigeno nel cervello cresce, aumenta il ritmo respiratorio e la pressione cardiaca, il battito cardiaco è meno regolare. Abbiamo parlato, poc’anzi, della mancanza di tono muscolare: il cervello comanda ai muscoli di stare a riposo, per non trasformare il sogno in azione. Tuttavia possono verificarsi delle contrazioni al livello delle estremità del corpo. Tali caratteristiche hanno indotto gli scienziati a ipotizzare che il sonno REM sia legato a eventi emozionali.
Tuttora la funzione dei sogni resta poco chiara: potrebbe servire a elaborare le informazioni accumulate durante il giorno, ad alleggerire la memoria dal “peso” dei nostri ricordi e persino a creare scenari per il futuro.

Per saperne di più:
Prima puntata
Cervello e ritmi biologici