La mancanza di sonno ha effetti devastanti sul cervello, rendendoci studenti peggiori e compromettendo la nostra memoria, tra le altre cose.
Ora, uno studio sui topi suggerisce che alcuni di questi effetti potrebbero derivare da cambiamenti nel modo in cui le cellule cerebrali sono connesse tra loro.
In un articolo pubblicato su Current Biology, i ricercatori dimostrano che bastano poche ore di privazione del sonno per ridurre il numero di diversi tipi di sinapsi, ovvero i punti in cui si incontrano i neuroni, presenti nelle regioni cerebrali associate all’apprendimento e alla memoria.
“I risultati suggeriscono un nuovo modo in cui il sonno potrebbe aiutarci a rimanere svegli“, afferma il team.
“Lo studio “è un tour de force” tecnico“, afferma Marcos Frank, un neuroscienziato della Washington State University che non è stato coinvolto nel lavoro. Tuttavia, lui e altri avvertono che non è ancora chiaro se questo risultato spieghi gli spiacevoli effetti collaterali della privazione del sonno.
Le cellule nervose si incontrano e comunicano tramite sostanze chimiche attraverso le sinapsi, consentendo ai segnali di viaggiare attraverso il sistema nervoso. Ci sono trilioni di tali connessioni nel cervello umano, che formano e riorganizzano circuiti di neuroni che catturano e immagazzinano informazioni. Varie teorie hanno cercato di invocare queste connessioni per spiegare la relazione tra sonno e memoria. Un’idea ben nota dei primi anni 2000 sostiene che la forza delle sinapsi nel cervello diminuisce quando dormiamo e che questo è importante per conservare energia e preparare il cervello alla codifica di nuove informazioni il giorno seguente.
“Ma tali teorie spesso trattano le sinapsi come relativamente uniformi”, afferma Seth Grant, neuroscienziato presso l’Università di Edimburgo. Negli ultimi anni, il suo team e altri hanno scoperto che le sinapsi sono sorprendentemente diverse. Differiscono non solo nei tipi di sostanze chimiche o neurotrasmettitori che usano per inviare segnali, ma anche nella struttura e nella composizione delle proteine presenti nei neuroni che le circondano.
Nello studio attuale, Grant e il suo team hanno studiato come questo insieme di sinapsi, che i ricercatori chiamano “sinaptoma”, cambia con la privazione del sonno. Per farlo, hanno confrontato i topi che hanno dormito per un numero normale di ore con quelli tenuti svegli per altre 6 ore dai ricercatori che li hanno punzecchiati delicatamente con una spazzola o picchiettando sulle loro gabbie. Le immagini del cervello hanno mostrato che, sebbene il numero totale di sinapsi sia rimasto relativamente costante, la diversità dei sottotipi è diminuita negli animali privati del sonno, specialmente in due aree del cervello associate all’apprendimento e alla memoria: la corteccia e l’ippocampo. In particolare, il numero di sinapsi che riciclavano rapidamente le proteine è diminuito, mentre quelle a riciclaggio lento sono aumentate.
Non è chiaro come la privazione del sonno determini questo cambiamento, anche se Grant nota che alcune ricerche precedenti hanno dimostrato che la mancanza di sonno può rallentare la sintesi proteica nelle cellule. “Nel complesso, tuttavia, i risultati suggeriscono che il sonno svolge un ruolo importante nel preservare la diversità delle sinapsi nelle aree del cervello associate alla memoria”, afferma.
“La maggior parte delle ricerche precedenti non è stata in grado di districare affatto le differenze nelle sinapsi, per non parlare di mostrare come cambiano nei cervelli di interi animali in risposta alla privazione del sonno“, aggiunge Jason Rihel, un neuroscienziato dell’University College di Londra che non era coinvolto nel lavoro. Tuttavia, lui e altri ricercatori affermano che resta da vedere se questi cambiamenti spieghino perché ci sentiamo terribilmente male dopo una notte senza dormire o perché abbiamo bisogno di dormire in primo luogo.
“La difficoltà più grande è davvero quella di fare ordine in tutti questi cambiamenti nel cervello e capire cosa è funzionalmente rilevante”, afferma Dragana Rogulja, neurobiologa della Harvard Medical School non coinvolta nel nuovo studio. Altri dati nel documento del team suggeriscono che, sebbene il sinaptoma cambi con la privazione del sonno, è relativamente stabile nei normali cicli sonno-veglia, sollevando domande su cosa lo mantenga durante una giornata normale.
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Frank concorda sul fatto che non è chiaro quanto siano importanti i risultati per spiegare la funzione del sonno. “Preservare la diversità sinaptica è la risposta al mistero del sonno? Non ancora. Ma sono incuriosito da questa nuova prospettiva”, conclude Rogulja.
Immagine Credit Public Domain.
Fonte: Science
