Un team di scienziati guidato dall’UCLA riferisce sul perché il sonno è vitale per la nostra salute e su come il cervello guarisce durante il sonno.
Nella vita molto precoce, il sonno aiuta a costruire l’infrastruttura del cervello, ma poi assume un ruolo completamente nuovo decluttering.
La privazione prolungata del sonno può portare a gravi problemi di salute negli esseri umani e in altri animali. Ma perché il sonno è così vitale per la nostra salute? Un team di scienziati guidato dall’UCLA ha risposto a questa domanda e ha dimostrato per la prima volta che un drammatico cambiamento nello scopo del sonno si verifica all’età di circa 2 anni e mezzo.
Prima di quell’età, il cervello cresce molto rapidamente. Durante il sonno REM, quando si verificano sogni vividi, il giovane cervello è impegnato a costruire e rafforzare le sinapsi-le strutture che collegano i neuroni tra loro e permettono loro di comunicare.
“Non svegliare i bambini durante il sonno REM — un lavoro importante viene svolto nel loro cervello mentre dormono”, ha detto l’autrice senior dello studio Gina Poe, professore di biologia e fisiologia integrativa dell’UCLA che ha condotto ricerche sul sonno per più di 30 anni.
Dopo 2 anni e mezzo, tuttavia, lo scopo principale del sonno passa dalla costruzione del cervello alla manutenzione e riparazione del cervello, un ruolo che mantiene per il resto della nostra vita, riferiscono gli scienziati il 18 settembre 2020, sulla rivista Science Advances. Questa transizione, dicono i ricercatori, corrisponde ai cambiamenti nello sviluppo del cervello.
Tutti gli animali sperimentano naturalmente una certa quantità di danni neurologici durante le ore di veglia e i detriti risultanti, compresi i geni e le proteine danneggiati all’interno dei neuroni, possono accumularsi e causare malattie cerebrali. Il sonno aiuta a riparare questo danno e cancellare i detriti – essenzialmente decluttering il cervello e tirando fuori la spazzatura che può portare a gravi malattie.
Quasi tutta questa riparazione del cervello si verifica durante il sonno, secondo l’autore senior Van Savage, un professore UCLA di ecologia e biologia evolutiva e di medicina computazionale, ei suoi colleghi.
“Sono rimasto scioccato da quanto sia enorme un cambiamento in un breve periodo di tempo, e che questo interruttore si verifica quando siamo così giovani”, ha detto Savage. “È una transizione analoga a quando l’acqua si congela nel ghiaccio.”
Il team di ricerca, che comprendeva scienziati con esperienza in neuroscienze, biologia, matematica e statistica, ha condotto l’analisi statistica più completa del sonno fino ad oggi, utilizzando i dati provenienti da oltre 60 studi sul sonno che coinvolgono esseri umani e altri mammiferi. Hanno esaminato i dati sul sonno durante lo sviluppo-incluso il tempo di sonno totale, il tempo di sonno REM, le dimensioni del cervello e le dimensioni del corpo — e hanno costruito e testato un modello matematico per spiegare come il sonno cambia con le dimensioni del cervello e del corpo.
I dati erano notevolmente coerenti: tutte le specie hanno sperimentato un drastico calo del sonno REM quando hanno raggiunto l’equivalente dello sviluppo umano di circa 2 anni e mezzo di età. La frazione di tempo trascorso nel sonno REM prima e dopo quel punto era più o meno la stessa, se i ricercatori hanno studiato conigli, ratti, maiali o esseri umani.
Il sonno REM diminuisce con la crescita delle dimensioni del cervello durante lo sviluppo, hanno scoperto gli scienziati. Mentre i neonati trascorrono circa il 50% del loro tempo di sonno nel sonno REM, questo scende a circa il 25% all’età di 10 anni e continua a diminuire con l’età. Gli adulti di età superiore a 50 trascorrono circa il 15% del loro tempo addormentato in REM. Il calo significativo nel sonno REM a circa 2-e-un-mezzo accade proprio come il grande cambiamento nella funzione del sonno si verifica, Poe ha detto.
“Il sonno è importante quanto il cibo”, ha detto Poe. “Ed è miracoloso quanto bene il sonno corrisponda alle esigenze del nostro sistema nervoso. Dalle meduse agli uccelli alle balene, tutti dormono. Mentre dormiamo, il nostro cervello non sta riposando.”
Una mancanza cronica di sonno probabilmente contribuisce a problemi di salute a lungo termine come la demenza e altri disturbi cognitivi, il diabete e l’obesità, per citarne alcuni, Poe ha detto. Quando inizi a sentirti stanco, ha detto, non combatterlo-vai a letto.
” Ho combattuto il sonno e ho tirato tutte le notti quando ero al college, e ora penso che sia stato un errore”, ha detto Savage. “Sarei stato meglio con una buona notte di sonno. Ora, quando mi sento stanco, non ho alcun senso di colpa per dormire.”
Per la maggior parte degli adulti, un regolare sette ore e mezza di sonno a notte è normale-e il tempo sdraiato sveglio non conta, Poe dice. Mentre i bambini hanno bisogno di più sonno, i bambini hanno bisogno di molto di più, circa il doppio degli adulti. La grande percentuale di sonno REM nei bambini è in netto contrasto con la quantità di sonno REM osservata nei mammiferi adulti in una vasta gamma di dimensioni del cervello e dimensioni del corpo. Gli esseri umani adulti hanno cinque cicli REM durante un’intera notte di sonno e possono avere alcuni sogni in ogni ciclo.
Un buon sonno notturno è una medicina eccellente, dice Poe. Ed è gratis.
Riferimento:” Svelare perché dormiamo: l’analisi quantitativa rivela una brusca transizione dalla riorganizzazione neurale alla riparazione nello sviluppo iniziale ” di Junyu Cao, Alexander B. Herman, Geoffrey B. West, Gina Poe e Van M. Savage, 18 settembre 2020, Science Advances.
DOI: 10.1126 / sciadv.aba0398
BioRxiv
coautori dello studio sono Junyu Cao, che ha condotto ricerche nel laboratorio di Savage ed è ora assistente professore presso l’Università del Texas ad Austin; Alexander Herman, assistente professore di psichiatria presso l’Università del Minnesota, Twin Cities; e Geoffrey West, un fisico che è il Shannan Distinguished Professor presso il Santa Fe Institute.