Il sonno: quanto è importante per il cervello?

Come molti di noi sanno, il riposo e conseguentemente il sonno, sono molto importanti per rigenerarci e per recuperare la stanchezza psicofisica. In modo particolare il sonno rinfresca corpo e mente e i risultati di un nuovo studio lo confermano in quanto evidenziano una nuova speranza per la comprensione della funzione del sonno e lo sviluppo di trattamenti per le malattie neurodegenerative che coinvolgono l’accumulo di prodotti di scarto nel cervello, come nel morbo di Alzheimer.

Quando dormiamo, il cervello attraversa quattro fasi del sonno. Gli stadi da 1 a 3 sono ciò che è considerato il sonno con movimento oculare non rapido (NREM), noto anche come sonno tranquillo.

La fase 4 è il sonno REM, noto anche come sonno attivo o sonno paradossale. Cioè un’esperienza di insonnia caratterizzata da una percezione errata dello stato di sonno e persino a un trattamento comportamentale per l’insonnia.

Ognuno ha una funzione e un ruolo unico nel mantenere le prestazioni cognitive complessive del cervello. Alcune fasi sono anche associate a “riparazioni” fisiche che ti mantengono in salute e ti preparano per il giorno successivo.

L’intero ciclo del sonno si ripete più volte a notte, con ogni fase REM successiva che aumenta in durata e profondità del sonno. Ciononostante, con tutte le complessità vantaggi e svantaggi che ci sono nel dormire, gli scienziati si chiedono da tempo perché quasi tutti gli animali dormono.

L’Università di Tsukuba sta cercando attualmente di rispondere a questo e altri quesiti per raggiungere un obiettivo più specifico. In altre parole, la cura di malattie neurodegenerative.

Il sonno: Microscopia a due fotoni per osservare la fase REM

Come prima cosa, hanno trovato nuove prove di rinnovamento del cervello che avviene durante una fase specifica del sonno: il sonno REM (rapid eye movement), che è quando si tende a sognare molto.

Studi precedenti hanno misurato le differenze nel flusso di sangue nel cervello tra la fase REM, non-REM e la veglia, utilizzando vari metodi, con risultati contrastanti.

Nel loro ultimo lavoro, il team guidato da Tsukuba ha utilizzato una tecnica per visualizzare direttamente il movimento dei globuli rossi nei capillari cerebrali dei topi durante gli stati di veglia e di sonno; nello specifico, dove le sostanze nutritive e i prodotti di scarto vengono scambiati tra le cellule del cervello e il sangue.

Il professor Yu Hayashi, autore senior della ricerca, afferma:

“Abbiamo usato un mezzo di contrasto per rendere i vasi sanguigni del cervello visibili sotto la luce fluorescente, utilizzando una tecnica nota come microscopia a due fotoni. In questo modo, abbiamo potuto osservare direttamente i globuli rossi nei capillari della neocorteccia nei topi non anestetizzati”.

I ricercatori hanno anche misurato l’attività elettrica nel cervello per identificare il sonno REM, il sonno non-REM e la veglia, e hanno cercato le differenze nel flusso sanguigno tra queste fasi.

“Siamo rimasti sorpresi dai risultati“, spiega il professor Hayashi. “C’era un flusso massiccio di globuli rossi attraverso i capillari del cervello durante il sonno REM; ma nessuna differenza tra il sonno non-REM e lo stato di veglia, dimostrando che il sonno REM è uno stato unico”.

I recettori dell’Adenosina A2a

Il team di ricerca ha poi interrotto il sonno dei topi, provocando un sonno REM “di rimbalzo” – una forma più forte di sonno REM per compensare l’interruzione precedente. Il flusso di sangue nel cervello è stato ulteriormente aumentato durante il sonno REM di rimbalzo, suggerendo un’associazione tra il flusso di sangue e la forza del sonno REM.

Tuttavia, quando i ricercatori hanno ripetuto gli stessi esperimenti esemplari murini senza recettori dell’adenosina A2a (i recettori il cui blocco ti fa sentire più sveglio dopo aver bevuto il caffè), c’era meno di un aumento del flusso sanguigno durante il sonno REM, anche durante il sonno REM di rimbalzo.

“Questi risultati suggeriscono che i recettori dell’adenosina A2a possono essere responsabili di almeno alcuni dei cambiamenti nel flusso di sangue nel cervello durante il sonno REM“; dice il professor Hayashi.

Dato che il ridotto flusso di sangue nel cervello e la diminuzione del sonno REM sono correlati allo sviluppo del morbo di Alzheimer, che comporta l’accumulo di prodotti di scarto nel cervello, può essere interessante affrontare se l’aumento del flusso di sangue nei capillari cerebrali durante il sonno REM è importante per la rimozione dei “rifiuti” dal cervello.

Questo studio pone le basi preliminari per future indagini sul ruolo dei recettori dell’adenosina A2a in questo processo, che potrebbe infine portare allo sviluppo di nuovi trattamenti per condizioni come il morbo di Alzheimer.