Il sonno REM può essere fondamentale per la formazione della memoria nei giovani cervelli

Secondo una nuova ricerca, il movimento rapido degli occhi o il sonno REM converte attivamente le esperienze di veglia in ricordi e abilità durature nei cervelli giovani.

I ricercatori della Washington State University affermano che la scoperta amplia la comprensione dei bisogni di sonno dei bambini e mette in discussione il crescente utilizzo di farmaci che interferiscono con la REM come stimolanti e antidepressivi.

Lo studio finanziato dal National Institutes of Health appare sulla rivista I progressi della scienza.

Il professore di scienze mediche, il dottor Marcos Frank della Washington State University, ha detto che gli scienziati sanno che gli animali neonati trascorrono gran parte della loro prima infanzia nel sonno REM, ma si è capito poco sulla reale capacità dei REM di cambiare o ricombinare i ricordi.

Fornendo nuove informazioni, Frank e i suoi colleghi hanno documentato gli effetti del sonno sullo sviluppo della vista negli animali giovani. I ricercatori hanno scoperto che i circuiti cerebrali cambiano nella corteccia visiva mentre gli animali esplorano il mondo che li circonda, ma che il sonno REM è necessario per fare in modo che questi cambiamenti "si attacchino".

Gli scienziati hanno dimostrato che i cambiamenti sono bloccati da ERK, un enzima che viene attivato solo durante il sonno REM.

"Il sonno REM agisce come lo sviluppatore chimico nella fotografia vecchio stile per rendere le tracce dell'esperienza più permanenti e concentrate nel cervello", ha detto Frank.

"L'esperienza è fragile", ha detto. "Queste tracce tendono a svanire senza il sonno REM e il cervello sostanzialmente dimentica ciò che ha visto".

Frank ha detto che i giovani cervelli, compresi quelli dei bambini umani, attraversano periodi critici di plasticità o rimodellamento, quando si sviluppano la vista, la parola, il linguaggio, le abilità motorie, le abilità sociali e altre funzioni cognitive superiori.

Lo studio suggerisce che durante questi periodi, il sonno REM aiuta i cervelli in crescita a regolare la forza o il numero delle loro connessioni neuronali in modo che corrispondano all'input che ricevono dal loro ambiente, ha detto.

Le nuove rivelazioni hanno antecedenti storici.

Negli anni '60, Frank disse che i chirurghi notarono che la rimozione ritardata della cataratta congenita nei bambini portava a gravi problemi come la visione doppia e l'incapacità di allineare gli occhi.

"La corteccia visiva è molto sensibile alle informazioni che sta ricevendo e ci sono periodi critici per il suo sviluppo", ha detto. "Se la visione è bloccata in queste fasi, si verificano problemi."

I ricercatori hanno utilizzato un modello basato su tale scoperta per determinare gli effetti specifici del sonno REM sullo sviluppo della vista. Agli animali è stato applicato un cerotto su un occhio e la loro attività cerebrale è stata monitorata sia da svegli che durante il sonno.

Durante il sonno REM, gli animali venivano svegliati a intermittenza picchiettando delicatamente sui loro recinti. I controlli sono stati attivati ​​durante il sonno non REM.

Le analisi hanno mostrato che una visione normale non si è sviluppata negli animali che soffrivano di un deficit di sonno REM.

"Senza sonno REM, non si verificavano cambiamenti plastici permanenti alla corteccia visiva e l'enzima ERK non si attivava", ha detto Frank.

In precedenza, i ricercatori avevano stabilito che ERK funziona trasformando i geni neuronali in proteine, che solidificano i cambiamenti cerebrali.

Frank è stato sorpreso di scoprire anche modelli di attività cerebrale che si verificano nel sonno REM che erano simili a quelli visti quando gli animali erano svegli.

"È come se i neuroni stessero sognando la loro esperienza di veglia", ha detto.

"Questa è la prima volta che questi eventi simili si verificano nel cervello in via di sviluppo durante il sonno REM", ha detto Frank. "Fino ad ora, non ci sono state prove evidenti per dimostrare che l'esperienza di veglia riappare durante il sonno REM".

Ha detto che il sonno REM può essere importante per lo sviluppo di altre parti del cervello oltre la corteccia visiva e i suoi effetti possono continuare per tutta la vita.

Lo studio "ha grandi implicazioni per la nostra comprensione del sonno nei bambini", ha detto Frank.

"Ci sono molti dati accumulati che dicono che la quantità di sonno che un bambino ottiene influisce sulla sua capacità di andare bene a scuola", ha detto. "Questo studio aiuta a spiegare perché questo potrebbe essere, e perché dovremmo essere cauti nel limitare il sonno nei nostri bambini.

"Sappiamo che ci sono momenti diversi nello sviluppo di un bambino in cui le esigenze di sonno aumentano: sono molto alte nei bambini ma anche negli adolescenti quando il loro cervello sta cambiando rapidamente", ha detto.

"Inoltre, sta diventando sempre più comune per i pediatri somministrare composti che influenzano l'attività cerebrale nelle prime fasi della vita, non solo il Ritalin per il disturbo da deficit di attenzione, ma anche antidepressivi e altri farmaci", ha detto Frank.

"Il fatto è che abbiamo pochissimi dati di ricerca preclinica per dirci cosa stanno facendo questi farmaci per lo sviluppo del cervello sia a breve che a lungo termine", ha detto.

“Quasi tutti questi composti possono potenzialmente sopprimere il sonno e in particolare il sonno REM. Il sonno REM è molto fragile - può essere inibito dai farmaci molto facilmente ", ha detto.

Fonte: Washington State University