Ma dormire è davvero essenziale?

C’è chi per dormire dieci minuti in più al mattino prepara tutto dalla sera prima, magari anche il caffè. E chi invece pensa che dormire sia solo una perdita di tempo. Ma gli effetti di una notte insonne sono noti ai più e chiunque abbia provato sa bene cosa significhi: siamo meno attenti, abbiamo problemi di memoria, scarsa capacità di integrare informazioni diverse, controllare gli impulsi e apprezzare situazioni umoristiche. Ma non solo. Gli effetti del sonno sono molteplici e non sempre così lampanti. Per questo da decenni gli scienziati cercano di dare una risposta alla domanda che da millenni si pone l’uomo: perché dobbiamo dormire? Non solo, direbbero alcuni, è una perdita di tempo, ma è anche pericoloso. Quando dormiamo siamo più vulnerabili e abbassiamo l’attenzione, situazione che soprattutto per gli animali può essere pericolosa. Allora perché correre questo rischio?

Giulio Tononi e Chiara Cirelli ricercatori presso l’Università del Wisconsin-Madison, se lo chiedono da più di venti anni, durante i quali hanno elaborato l’ipotesi della synaptic homeostasis hypothesis (l’ipotesi dell’omeostasi sinaptica) o più semplicemente Shy. La maggior parte degli studiosi ritiene che durante il sonno l’attività cerebrale aumenti, in modo da consolidare la memoria dei fatti appresi durante la giornata. Secondo Tononi e Cirelli invece avviene proprio il contrario: mentre dormiamo le connessioni tra i neuroni si riducono, e avviene una sorta di depressione sinaptica che permette ai neuroni di tornare a un livello di partenza – precedente l’acquisizione di nuove informazioni – e risparmiare energia.

«Quando siamo svegli – racconta a Linkiesta Chiara Cirelli – impariamo sempre cose nuove e il cervello è sottoposto a un continuo processo di learning. E questo succede anche quando non ce ne rendiamo conto per la semplice interazione con l’ambiente esterno, non solo quando studiamo o cerchiamo di memorizzare dei dati. Imparare infatti significa che le connessioni tra i neuroni si modificano e questo succede ogni qual volta cerchiamo di adattarci all’ambiente che ci circonda. Il che avviene ogni giorno. Per questo il cervello è un organo molto plastico e si modifica di continuo». Il processo di learning però, per quanto sia utile, può anche essere pericoloso. Imparare infatti richiede energia e rinforza le connessioni fra neuroni, che in un certo senso si “ingrossano” e occupano sempre più spazio. Ed è impossibile pensare che questo processo vada avanti ogni giorno senza che ci sia un momento in cui l’attività o peso sinaptico sia rinormalizzato.

«Questa è l’ipotesi che stiamo testando negli ultimi 20 anni – continua la ricercatrice dell’Università del Wisconsin-Madison – ovvero che la funzione fondamentale del sonno sia quella di ridurre il potere sinaptico, sia per una questione energetica, sia per una questione di spazio. Se durante la veglia queste sinapsi sono attive e crescono, poi ci deve essere un momento in cui si ridimensionano. E il sonno è il periodo ideale».

Per capire cosa succede durante il sonno e la veglia, Chiara Cirelli e i suoi colleghi da tempo hanno provato a confrontare i livelli di geni coinvolti nell’espressione di diversi tipi di cellule cerebrali, durante queste due fasi. Così dodici anni fa – comparando il cervello di un animale che aveva dormito e quello di uno che era rimasto sveglio – si resero conto che erano centinaia i geni che cambiavano tra il sonno e la veglia. E in particolare videro che molti di questi geni, legati alla potenza sinaptica e al learning, aumentavano durante la veglia, mentre quelli legati alla depressione sinaptica erano più espressi durante il sonno.

«Quest’analisi a livello molecolare è stata uno dei primi punti di partenza per elaborare la nostra ipotesi – continua Cirelli – ma vent’anni fa quando abbiamo iniziato, non era possibile vedere nel dettaglio i geni di particolari cellule che ci interessano di più. Si prendeva il tessuto intero». Quindi non solo i neuroni con le loro sinapsi ma anche la glia, tutte quelle cellule che circondano e supportano i neuroni. Tra cui gli astrociti, ancora oggi considerate cellule fondamentali per fornire energia ai neuroni quando ne hanno bisogno e fare da “tampone” (quando i neuroni sono molto attivi rilasciano o modificano la concentrazione di potassio, sodio e altri ioni che gli astrociti hanno il compito di riportare nella norma). E gli oligodendrociti, conosciuti come cellule gliale in grado di produrre mielina, il rivestimento lipidico che circonda gli assoni dei neuroni e permette loro di condurre il segnale più velocemente e più efficientemente anche dal punto di vista energetico.

E qui sta un’ulteriore novità a cui hanno portato gli studi sul sonno condotti dal gruppo di ricerca di Chiara Cirelli, che di recente ha particolarmente attirato l’attenzione della comunità scientifica. Da una ricerca pubblicata su The Journal of Neuroscience, è infatti emerso che anche la produzione di mielina aumenta mentre dormiamo. Il sonno quindi potrebbe giocare un ruolo significativo in tutte quelle malattie degenerative che sono interessate da una carenza di mielina, come la sclerosi multipla. Se il sonno ha un effetto così positivo sugli oligodendrociti, in grado di produrre mielina, cosa succede se viene disturbato a lungo?

«Ovviamente è improbabile che perdere una notte di sonno abbia implicazioni così gravi» continua Cirelli. «Ma se una persona ha una condizione di sonno critica, anche dovuta ad altri motivi, alla lunga potrebbe avere un effetto negativo su queste condizioni patologiche. Più che altro spero che questi risultati attirino l’attenzione sul sonno, che dal punto di vista clinico può avere un effetto sui pazienti con sclerosi multipla o altre malattie demielinizzanti. Nel senso che tra i fattori che possono aggravare o migliorare questa condizione – comportamentali o ambientali – dovrebbe essere considerato anche il sonno, perché non sappiamo cosa succede se viene alterato a lungo. Se ci possano essere conseguenze negative a lungo termine o meno. Molti pazienti con sclerosi multipla hanno un sonno disturbato per altri motivi, perché hanno dolore magari o sono depressi o preoccupati per la malattia e il disturbo del sonno non viene curato perché si pensa a trattate la malattia in se. Ma questo può portare all’instaurarsi di un circolo vizioso che non fa che peggiorare la situazione».

Il sonno è necessario anche per consolidare certi tipi di memoria e integrare quanto abbiamo imparato durante il giorno con le esperienze acquisite nell’arco della nostra vita. Una bella dormita insomma non ci aiuterà a ricordare i dettagli ma lo schema generale. Questo perché il sonno meglio della veglia, riesce a “fare pulizia” ed eliminare tutti i dettagli poco importanti appresi nell’arco della giornata, tenendo solo l’essenza dell’esperienza. Durante la veglia invece, siccome stiamo ancora imparando e siamo concentrati su altri particolari, non riusciamo a mettere i ricordi nella giusta dimensione rispetto a tutte le altre conoscenze che abbiamo già immagazzinato.

«Più impariamo durante il giorno più dobbiamo dormire durante la notte» conclude Chiara Cirelli. «E questo in parte spiega anche perché i bambini – che sono come una tabula rasa e devono imparare ancora tutto – hanno bisogno di dormire così tanto». Con il tempo la durata del sonno si riduce ma è difficile capire se questo succede perché gli anziani non hanno bisogno di dormire o perché non ci riescono per altri motivi. Certo è che se le persone anziane usassero di più il cervello – facendo attività fisica e mentale, una maggior vita sociale ecc. – e continuassero a imparare, avrebbero più bisogno del sonno, e dormirebbero di più e meglio. «Invece di prendere pillole che alla lunga non funzionano, è molto meglio usare i meccanismi naturali. Se abbiamo ragione, e il sonno è la risposta alla plasticità e al bisogno di recuperare dopo aver imparato, anche quando si è anziani se una persona impara tanto poi ha più bisogno di dormire e il suo sonno è migliore e più profondo».