Dopo 28 ore di veglia continua, i ricercatori hanno osservato un aumento di un marker sinaptico in diverse aree del cervello, tra cui ippocampo e talamo.
Una notte senza dormire può lasciare nel cervello tracce misurabili, non solo una sensazione di stanchezza. È quanto suggerisce uno studio pubblicato su PLOS Biology da David Elmenhorst, del Forschungszentrum Jülich Institute of Neuroscience and Medicine, in Germania, e colleghi. La ricerca ha analizzato il possibile ruolo del sonno nel ripristino dell’equilibrio delle connessioni tra le cellule cerebrali, un’ipotesi finora sostenuta soprattutto da studi su modelli animali. Gli autori hanno coinvolto 40 partecipanti e hanno utilizzato la tomografia a emissione di positroni, o PET, per misurare i marcatori della glicoproteina 2A delle vescicole sinaptiche, nota come SV2A, considerata un indicatore delle sinapsi cerebrali. Metà dei partecipanti ha trascorso una notte insonne. Dopo 28 ore di veglia continua, il gruppo privato del sonno mostrava livelli più elevati di SV2A in diverse aree del cervello, tra cui ippocampo e talamo.
Perché il sonno potrebbe “riordinare” le sinapsi
Da tempo gli scienziati cercano di capire perché il sonno sia così necessario per gli esseri umani e per molti altri animali. Una delle spiegazioni più discusse riguarda la cosiddetta omeostasi sinaptica. Durante la veglia, il cervello continua a ricevere stimoli, elaborare informazioni, imparare, ricordare e reagire all’ambiente. Questo processo tende a rafforzare le sinapsi, cioè le connessioni tra le cellule nervose. Il rafforzamento sinaptico, però, ha un costo: aumenta il fabbisogno energetico del cervello e può portare all’accumulo di proteine e altri segnali legati all’attività neuronale.
Secondo questa ipotesi, il sonno servirebbe anche a ridimensionare queste connessioni, riportando il sistema a un equilibrio più sostenibile. Non significherebbe cancellare ciò che è stato appreso durante il giorno, ma selezionare, stabilizzare e alleggerire l’attività delle reti cerebrali. In questo senso, dormire aiuterebbe il cervello a evitare un sovraccarico e a prepararsi a una nuova fase di veglia.
Lo studio fornisce un’indicazione importante perché osserva questo fenomeno direttamente nell’uomo. L’aumento del marcatore SV2A dopo la privazione del sonno suggerisce infatti che una veglia prolungata sia accompagnata da cambiamenti rilevabili nelle connessioni neurali.
Il ruolo del sonno profondo e i limiti dello studio
Un altro elemento significativo emerso dalla ricerca riguarda ciò che è accaduto quando ai partecipanti privati del sonno è stato concesso un pisolino di due ore. In questa fase, i livelli più elevati di SV2A sono risultati associati a una maggiore attività a onde lente durante il sonno. Le onde lente sono considerate un indicatore del sonno profondo e della cosiddetta pressione del sonno, cioè del bisogno accumulato di dormire dopo molte ore di veglia. Questo collegamento rafforza l’idea che il cervello, dopo una privazione di sonno, possa attivare meccanismi di recupero proprio nelle fasi più profonde del riposo.
Gli autori restano comunque prudenti. La SV2A è un indicatore indiretto delle connessioni tra cellule cerebrali e gli aumenti osservati nello studio sono stati relativamente modesti. Per questo, i risultati non dimostrano in modo definitivo che il sonno riduca direttamente le sinapsi o ripristini da solo l’intero equilibrio cerebrale. Offrono però un sostegno al modello dell’omeostasi sinaptica e indicano una possibile base biologica del bisogno di dormire.
Come spiegano gli autori, durante la privazione del sonno il cervello resta sveglio più a lungo e continua a elaborare stimoli e informazioni. Lo studio mostra che, dopo circa 28,5 ore di veglia, un marker di densità sinaptica aumenta in diverse regioni cerebrali. La mancanza di sonno, quindi, non comporterebbe soltanto affaticamento, calo dell’attenzione o peggioramento delle prestazioni cognitive, ma anche cambiamenti misurabili nella struttura funzionale delle reti neurali. In prospettiva, questi dati potrebbero aiutare a comprendere meglio perché il sonno sia essenziale per memoria, apprendimento e salute cerebrale.
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