Studio energetico del sonno

Il sonno implica una disconnessione parziale dall’ambiente esterno se si considera la costante attività della corteccia cerebrale. È un fenomeno regolato, alla pari di altri parametri vitali quali la temperatura corporea o l’equilibrio elettrolitico. Studi di restrizione cronica di sonno hanno dimostrato gli effetti deleteri a livello nervoso dello stare svegli troppo a lungo: la deprivazione di sonno induce un aumento della pressione di sonno, che si manifesta sotto forma di sonnolenza. Infatti, il sonno successivo a deprivazione è più lungo e più intenso.
Nell’uomo, le conseguenze negative più evidenti sono:
· aumento dell’irritabilità.
· riduzione della vigilanza.
· deterioramento delle capacità cognitive.
Un adeguato sonno è biologicamente imperativo ed appare necessario per sostenere la vita. Benché il sonno sia rappresentato da un apparente stato di quiete, durante questo stato avvengono complessi cambiamenti a livello cerebrale che non possono essere spiegati solo come un semplice stato di riposo fisico e psichico. Tra le ipotesi odierne, molte riguardano il ruolo del sonno, tra cui:
· Ripristino di funzioni metaboliche.
· Funzione di recupero sull’organismo.
· Favorire la plasticità nervosa.
Il sonno, associandosi quasi sempre all’immobilità, è probabile che faciliti in parte la conservazione di energia: per esempio, la veglia potrebbe consumare le riserve di alcuni metaboliti cerebrali mentre il sonno potrebbe servire a ricostituirle.
In particolare il sonno avrebbe una funzione di recupero sull'organismo durante le fasi NREM e fissazione della memoria durante le fasi REM. L’influenza del sonno sulla memoria dipende dalla disconnessione sensoriale che riduce il rischio di interferenza con il consolidamento di memorie appena acquisite. Questa funzione è stata attribuita alle oscillazioni lente del potenziale di membrana delle cellule nervose (<1Hz) che si originano prevalentemente nella corteccia prefrontale e caratterizzano il sonno ad onde lente. È stato dimostrato che la stimolazione transcranica ad una frequenza di 0.75 Hz, nella prima fase di sonno NREM, induce un incremento di onde lente che contribuiscono al consolidamento della memoria.
Infine il sonno ha la funzione di tenere sotto controllo l’efficacia totale delle sinapsi che aumenta nella veglia per ritornare a valori basali nel sonno come forma di omeostasi e ristoro sinaptico. Si afferma che l’omeostasi dell’attività ad onde lente rifletta un cambiamento a livello delle sinapsi che sottolinea il bisogno di riposo da parte delle cellule stesse.
La maggior parte delle evidenze sperimentali a sostegno di questa ipotesi riguardano la fase di sonno NREM. La veglia è associata al potenziamento di un gran numero di sinapsi in un gran numero di circuiti nervosi e l’aumento dell’efficacia sinaptica al termine di una giornata di veglia causerebbe durante la fase di sonno un aumento dell’ampiezza delle onde lente corticali perché il rafforzamento delle sinapsi favorisce la sincronizzazione e l’amplificazione delle oscillazioni lente del potenziale di membrana delle cellule corticali. L’aumento delle onde lente nel pattern EEG dopo periodi di veglia è l’indice più affidabile dell’omeostasi del sonno. Per concludere il mantenimento dell’omeostasi sinaptica è essenziale per il funzionamento del cervello poiché l’80% del consumo energetico cerebrale serve a sostenere l’attività sinaptica ed il cervello non può potenziare le sinapsi troppo a lungo. È necessario un meccanismo omeostatico per evitare la saturazione delle capacità plastiche cerebrali.
Il sonno è quindi ‘il prezzo da pagare per la plasticità del cervello durante la veglia’.