Il sonno è il prezzo che paghiamo per l'apprendimento?
Due scienziati del sonno della Facoltà di Medicina e Sanità Pubblica dell'Università del Wisconsin hanno introdotto un'ipotesi che sfida la teoria secondo cui il sonno rafforza le connessioni cerebrali.
Invece, l'ipotesi dell'omeostasi sinaptica del sonno - SHY - afferma che il sonno è importante perché indebolisce le connessioni tra le cellule cerebrali per risparmiare energia, evitare lo stress cellulare e mantenere la capacità dei neuroni di rispondere selettivamente agli stimoli.
"Il sonno è il prezzo che il cervello deve pagare per l'apprendimento e la memoria", afferma il dott. Giulio Tononi, del Center for Sleep and Consciousness dell'università.
"Quando si è svegli, l'apprendimento rafforza le connessioni sinaptiche in tutto il cervello, aumentando il bisogno di energia e saturando il cervello con nuove informazioni. Il sonno consente al cervello di resettarsi, aiutando a integrare il materiale appena appreso con ricordi consolidati, in modo che il cervello possa ricominciare da capo il giorno successivo. "
Perché il cervello dovrebbe essere resettato?
Supponi di aver trascorso le ore di veglia imparando una nuova abilità, come andare in bicicletta. I circuiti coinvolti nell'apprendimento sarebbero notevolmente rafforzati, ma il giorno dopo il cervello dovrà prestare attenzione all'apprendimento di un nuovo compito. Ciò significa che quei circuiti in bicicletta dovrebbero essere smorzati in modo da non interferire con l'apprendimento del nuovo giorno, dice Tononi.
"Il sonno aiuta il cervello a rinormalizzare la forza sinaptica sulla base di un campionamento completo della sua conoscenza complessiva dell'ambiente, piuttosto che essere influenzato dagli input particolari di un particolare giorno di veglia", spiega.
Il motivo per cui non dimentichiamo come andare in bicicletta dopo una notte di sonno è perché quei circuiti attivi sono smorzati meno di quelli che non erano attivamente coinvolti nell'apprendimento, aggiunge.
Ci sono prove che il sonno migliora le caratteristiche importanti della memoria, tra cui l'acquisizione, il consolidamento, l'estrazione del gist, l'integrazione e la "dimenticanza intelligente", che consente al cervello di liberarsi dall'inevitabile accumulo di dettagli non importanti, continua.
Tuttavia, una credenza comune è che il sonno aiuti la memoria rafforzando ulteriormente i circuiti neurali durante l'apprendimento da svegli.
Ma Tononi e la sua coautrice, la dott.ssa Chiara Cirelli, ritengono che il consolidamento e l'integrazione dei ricordi, così come il ripristino della capacità di apprendere, derivino dalla capacità del sonno di diminuire la forza sinaptica e migliorare i rapporti segnale-rumore.
Il laboratorio di Tononi e Cirelli studia il sonno e la coscienza negli animali, dai moscerini della frutta all'uomo. Notano che SHY tiene conto delle prove di studi molecolari, elettrofisiologici e comportamentali, nonché di simulazioni al computer. "L'omeostasi sinaptica" si riferisce alla capacità del cervello di mantenere un equilibrio nella forza delle connessioni all'interno delle sue cellule nervose, spiegano i ricercatori.
In un articolo di revisione sulla rivista Neurone, i ricercatori affermano che mentre ci sono prove per l'ipotesi SHY, indica anche problemi aperti. Una domanda è se il cervello possa raggiungere l'omeostasi sinaptica mentre è sveglio, avendo solo alcuni circuiti impegnati e il resto off-line e resettandosi.
Altre aree per la ricerca futura includono la funzione specifica del sonno REM - quando si verifica la maggior parte dei sogni - e il ruolo possibilmente cruciale del sonno durante lo sviluppo, un momento di apprendimento intenso e un massiccio rimodellamento del cervello
Fonte: University of Wisconsin-Madison
