Cosa succede nel cervello quando dormiamo?

Tutti siamo consapevoli del fatto che mentre dormiamo il nostro cervello non si spegne. Ma quanti sanno cosa effettivamente succede nel cervello quando ci addormentiamo, quando dormiamo o quando sogniamo?

Il sonno è essenziale per la vita, importante tanto quanto mangiare e respirare. Durante il giorno sperimentiamo due stati: il sonno e la veglia. Se la veglia è uno stato attivo di vigilanza e presenza, il sonno si scompone in diverse fasi.

Durante la notte, entriamo più volte in uno stato chiamato sonno REM (sonno con movimenti rapidi degli occhi – Rapid Eyes Movement) in cui il tracciato l’EEG somiglia più ad uno stato di veglia, il corpo è immobile ad eccezione dei muscoli oculari e ovviamente respiratori e si evocano illusioni vivide e dettagliate che chiamiamo sogni.

Tutto il resto del tempo si passa in sonno non-REM, stato in cui il cervello non genera sogni e in cui l’EEG mostra una predominanza onde lente (ritmi delta).

Lo stato di veglia, di sonno REM e di sonno non-REM sono assimilati a stati cerebrali distinti.

Durante il sonno non-REM la tensione muscolare di tutto il corpo è ridotta al minimo così come anche i movimenti del corpo. In realtà, il corpo durante questo stadio del sonno non è impossibilitato a muoversi a priori, bensì il cervello raramente ordina al corpo di muoversi e solo per correggere la posizione assunta. Ad essere ridotti in questa fase sono anche il consumo di energia e la temperatura. Intervenendo la branca parasimpatica del nostro sistema nervoso periferico, che ha funzione inibitoria, rallentano anche la frequenza cardiaca, la respirazione e il funzionamento dei reni. Quello che viene accelerato è invece il funzionamento dei processi digestivi. Il cervello sembra fermarsi e il ritmo di consumo dell’energia rallenta. I ritmi EEG lenti mostrano che i neuroni della corteccia cerebrale oscillano in maniera sincrona.

Il sonno REM è uno stato in cui, metaforicamente, il cervello è sveglio in un corpo paralizzato. Il sonno REM è una piccola componente del nostro sonno ed è lo stadio in cui si sogna. L’EEG del sonno REM, come anticipato in precedenza, è simile allo stato di veglia con fluttuazioni rapide e a basso voltaggio. Il consumo di energia nel cervello è più alto rispetto allo stato di veglia. In questa fase, i muscoli del corpo (ad eccezione di quelli oculari e respiratori) sono incapaci di muoversi ma gli occhi sotto le palpebre chiuse si muovono rapidamente avanti e indietro. A differenza del sonno non-REM, nel sonno REM prevale la branca simpatica del sistema nervoso periferico provocando un aumento della frequenza cardiaca e respiratoria. Un’altra caratteristica curiosa di questa fase del sonno è che, nelle persone normali, il clitoride e il pene sono eretti e inondati di sangue aldilà dei contenuti dei sogni.

Quindi, il sonno REM è il sonno in cui accade di tutto tranne che il riposo.

I meccanismi neurali sottostanti le diverse fasi del sonno sono differenziati e sono stati negli anni studiati dalle neuroscienze.

L’addormentamento implica cambiamenti progressivi nell’arco di alcuni minuti che culminano nello stato non-REM, nel quale si ha una diminuzione della frequenza di scarica dei neuroni del tronco encefalico. Nelle prime fasi del sonno non-REM dal tracciato EEG si possono individuare i fusi del sonno che sono generati dall’attività dei neuroni talamici. Con il procedere del sonno non-REM, i fusi scompaiono e dominano ritmi lenti, quelli delta.

Il sonno REM implica l’attivazione di aree corticali tanto quanto la veglia. In particolare, i neuroni della corteccia visiva che di norma rispondono durante la veglia sono spesso attivi anche durante il sonno REM. Anche la corteccia motoria è attiva in questa fase del sonno ma tutto quello che è generato convoglia nel controllo dei movimenti oculari e respiratori.

Per studiare le attivazioni cerebrali durante gli stadi del sonno, diversi studi hanno utilizzato tecniche di neuroimmagine come la PET (tomografia ad emissione di positroni) e la fMRI (risonanza magnetica funzionale). Da queste ricerche emerge che durante il sonno REM, quando sogniamo quindi, c’è un aumento dell’attività extrastriata e una diminuzione dell’attività della corteccia visiva ad indicatore del fatto che l’attivazione extrastriata è generata internamente. È stato evidenziato anche una minore attività del lobo frontale che potrebbe significare che l’elaborazione e l’interpretazione delle informazioni visive può non avvenire lasciandoci in balia delle rappresentazioni visive non interpretate.

Qualcuno si sarà chiesto se c’è un motivo reale sottostante il blocco dei movimenti corporei durante i sogni. Effettivamente c’è una ragione adattiva che ci protegge. I sistemi tronco-encefalici che controllano i processi del sonno inibiscono i motoneuroni spinali impedendo l’attività motoria discendente. In rari casi di compromissione dei sistemi tronco-encefalici i sognatori agiscono i sogni, trovandosi in una situazione pericolosa chiamata disturbo del comportamento del sonno REM.

L’interesse per il sonno da parte delle neuroscienze è ampio proprio in virtù del fatto che è un processo che fornisce molti interrogativi e curiosità. Basti pensare ai quesiti ancora aperti, come la domanda “ma perché dormiamo? A cosa serve?” e ai paradossi tipici del sonno REM.

Il cervello è attivo mentre riposiamo e durante il sonno si formano e consolidano nuove sinapsi che codificano quello che si è appreso da svegli. Il sonno permette al corpo di riposare e recuperare le energie e fa bene anche al cervello, alla memoria e all’apprendimento.

FONTI:

Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. (2007). Neuroscienze. Esplorando il cervello. EDRA LSWR.

Sara Longhi
Sara Longhi

Dott.ssa Magistrale in Psicologia per il Benessere: Empowerment, Riabilitazione e Tecnologia Positiva

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