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Dolce dormire: cosa ci succede durante il sonno?

…Un mese dopo l’altro, le cose stanno perdendo la loro durezza; anche il mio corpo ora lascia passare la luce; la mia spina dorsale è molle come cera vicino alla fiamma della candela. Sogno, sogno.

È con questo tono dolcemente allucinato che Virginia Woolf descrive, ne “Le Onde”, la dissoluzione della coscienza che ognuno di noi sperimenta addormentandosi, perdendo la consapevolezza di ciò che gli sta intorno.

Il sonno è infatti una progressiva disconnessione dall’ambiente circostante, possibile grazie alla modulazione dell’attività del sistema talamo-corticale che regola il livello di attività della corteccia. Esso funziona come un cancello: se viene chiuso gli input sensoriali non potranno essere trasmessi.

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Sezione sagittale encefalo

Ma cos’è il talamo? Dal punto di vista funzionale potremmo definirlo come la “tappa obbligata” di tutte le informazioni sensoriali coscienti, che prima di raggiungere la corteccia – ossia il capolinea della loro corsa – devono fermarsi a questo livello per essere rielaborate. Il talamo si trova sotto al corpo calloso, fascio di fibre deputato alla connessione dei due emisferi cerebrali. È dunque una struttura posta in profondità rispetto alla corteccia, che più facilmente popola l’immaginario comune per il suo caratteristico aspetto a circonvoluzioni e solchi.

A grandi linee possiamo suddividere le fasi del sonno in due categorie: sonno REM (durante questa fase si apprezzano movimenti rapidi degli occhi, la sigla deriva dall’inglese Rapid Eye Movement) e sonno N-REM, all’interno del quale si distinguono le fasi N1, N2 ed N3. L’attività onirica è caratteristica sia del sonno REM che degli stadi più profondi del sonno N-REM, chiamati anche “sonno a onde lente”, ma la natura dei sogni sarà differente. Nella fase REM questi avranno un contenuto prevalentemente emotivo, in virtù dell’attivazione delle aree limbiche (concetto ribadito anche più avanti), in N3 invece i sogni avranno un contenuto prevalentemente concettuale, saranno meno elaborati  e potranno risentire dell’influenza di stimoli esterni. Questa fase inoltre è caratterizzata da una progressiva perdita di coscienza del sé.

La perdita di coscienza è caratteristica anche dello stato di coma. Questa condizione è apparentemente simile al sonno profondo, ma nel coma mancherà la responsività agli stimoli e il soggetto non potrà essere risvegliato.  Il coma può essere secondario ad un trauma cranico o ad avvelenamento e, se protratto nel tempo, si parla di “stato vegetativo persistente” (SVP). In tale condizione riemergono la respirazione, il ciclo sonno-veglia e altre funzioni vegetative. Entrambe le condizioni sono reversibili.

È necessario differenziare questi due stati dalla condizione di “morte cerebrale“. Sarebbe in realtà più corretto definirla come un “criterio neurologico per l’accertamento della morte“. Questa definizione infatti si basa sul fatto che l’encefalo, cioè il complesso degli organi nervosi intracranici (cervello, cervelletto e tronco), costituisce l’elemento indispensabile per il mantenimento dell’unità funzionale dell’organismo. Per cui, come ribadito da Corrado Manni in un numero de “Il Medico d’Italia”, la cessazione completa e definitiva dell’attività dell’encefalo equivale alla morte dell’organismo stesso. 

Secondo alcuni testi (Fisiologia Umana – Francesca Grassi, ed. 2015) la coscienza di sé si riacquista durante il sonno REM, definito anche sonno paradosso in quanto l’attività elettrica della corteccia durante questa fase è indistinguibile da quella della veglia.

Ma qual è il ruolo dell’elettricità nel nostro sistema nervoso?

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Sinapsi

Chiederselo è paragonabile al domandarsi quale sia il ruolo di una lingua all’interno di una comunità. Infatti l’elettricità non è altro che il linguaggio che le cellule nervose utilizzano per comunicare tra loro. Tale comunicazione avverrà a livello della sinapsi (dal greco συνάπτειν: connettere) che è il punto di collegamento funzionale tra la porzione”trasmittente” (elemento pre-sinaptico) e la porzione “ricevente” (elemento post-sinaptico) di due cellule nervose distinte.

Tale attività elettrica è facilmente misurabile a livello dello scalpo mediante l’utilizzo di micro-elettrodi, che trasmetteranno all’elettroencefalografo le depolarizzazioni (EPSP: Excitatory Post Synaptic Potential) o ripolarizzazioni (IPSP: Inhibitory Post Synaptic Potential) rilevate a livello dello scalpo che verranno poi rielaborate graficamente in forma di onde. Queste, in dipendenza dalla loro frequenza o ampiezza, potranno essere classificate entro dei range definiti ritmi.

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Tracciato elettroencefalografico (EEG) normale

Durante la veglia l’attività elettrica del nostro sistema nervoso dipende da ciò che vediamo, sentiamo, percepiamo. Potremmo definire tutto questo come il substrato sensoriale su cui il nostro cervello lavora (o meglio: che il nostro cervello elabora), un po’ come un sarto che ha bisogno di un pezzo di stoffa da tagliare e cucire per confezionare un vestito. Durante il sonno REM però il cancello talamico è totalmente chiuso e le informazioni sensoriali sono “bloccate”. Come farà dunque il nostro sarto a lavorare?

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da Inception, di Christopher Nolan [2010]

L’affascinante risposta è che l’attività cerebrale sarà indipendente dalle informazioni sensoriali: è come se sognando si entrasse in un mondo che è solo dentro la propria testa e il nostro sarto potrà lavorare senza i suoi pezzi di stoffa.

Dal punto di vista funzionale si è visto che durante l’attività onirica della fase REM sono molto più attive rispetto alla veglia le aree limbiche, substrato neurale delle emozioni, mentre sono deattivate le aree responsabili dell’orientamento spaziale e temporale.  Inoltre avremo un’inibizione attiva dei muscoli: essere paralizzati ci impedirà di vivere i nostri sogni.

L’evidenza che il sonno risulti essere un’attività fisiologica altamente conservata durante l’evoluzione ha portato all’elaborazione si svariate teorie che cercano di rispondere alla domanda: a che serve dormire?

Ci sono varie risposte a tale domanda, che ad oggi essere soltanto delle ipotesi.

Una di queste prevede che il sonno serva a consolidare la memoria. In tal senso il ruolo cruciale è svolto dalla disconnessione sensoriale che permette il consolidamento delle memorie acquisite riducendo le interferenze con il loro consolidamento.

Altra ipotesi è quella che vede il sonno come mezzo per determinare lo scaling sinaptico. Questo è uno dei meccanismi di plasticità cerebrale. Di cosa si tratta?

La plasticità cerebrale è la capacità del nostro encefalo di modificarsi in relazione agli stimoli esterni. Ad esempio via via che si impara a suonare il pianoforte l’area di rappresentazione della mano a livello della corteccia motoria diventerà sempre più grande. Alla base vi è la capacità di ogni singola sinapsi di potenziarsi o de-potenziarsi in dipendenza dall’attività cerebrale. Mentre state leggendo queste parole centinaia di sinapsi si stanno potenziando a discapito di altre e, ad ogni istante, il vostro cervello è diverso da un attimo fa.

Nello stesso fiume non è possibile scendere due volte”

Così scriveva Eraclito già moltissimo tempo fa (VI/V secolo a.C.): il principio di un costante cambiamento ed evoluzione accompagni l’uomo fin da molto tempo prima che si conoscesse il cervello e le basi molecolari dell’apprendimento e della memoria, ritrovate proprio nella plasticità sinaptica.

Il potenziamento della trasmissione non potrà continuare all’infinito, pena un eccessivo livello di attivazione delle sinapsi, che viene evitato proprio dallo scaling il cui fine ultimo è quello di mantenere – modulando all’unisono tutte le sinapsi di una cellula – l’attivazione cellulare a livelli omeostatici e funzionali.

Quale che sia la sua funzione tutti abbiamo avuto modo di esperire le conseguenze negative della deprivazione di sonno, definite dai testi di fisiologia col termine generico di “deterioramento cognitivo” che comprende disturbi dell’attenzione e riduzione della memoria a breve termine, con la linea del pensiero che tende a diventare perseverante e inflessibile.

Ci si può prendere dunque la libertà di modificare un famoso proverbio, aggiungendovi una piccola precisazione: “chi dorme non piglia pesci, però si prepara a pigliarli“.

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Riguardo Maria Francesca Saija

Maria Francesca Saija
Studentessa della facoltà di Medicina e Chirurgia nell'ateneo di Palermo. Topo da biblioteca fin dal 1995, attualmente cerco di destreggiarmi tra gli impegni accademici e l'amore per l'arte. Ad Agosto 2017 ho auto-pubblicato una raccolta di poesie: Fuochi di paglia (qui il link -> http://ilmiolibro.kataweb.it/libro/poesia/352633/fuochi-di-paglia/).

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