Lo scopo del sonno? Dimenticare


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Due studi, pubblicate su Science, dimostrano come durante il sonno le sinapsi si rimpiccioliscono, per farci dimenticare alcune delle cose che impariamo durante il giorno, e permetterci così di impararne di nuove il giorno successivo.


Da sempre ci chiediamo perché dormiamo. E negli ultimi decenni la comunità scientifica ha proposto diverse risposte: secondo alcuni ricercatori sarebbe un modo per risparmiare energia, mentre altri pensano che il sonno serva per liberarci da rifiuti cellulari che si accumulano durante la veglia nel cervello. Un punto di vista diverso arriva oggi da due studi, pubblicati su Science, che offrono una nuova prospettiva sulla possibile funzione biologica del sonno: secondo gli autori, dormiremmo per dimenticare alcune delle cose che impariamo ogni giorno.

Gli autori della prima ricerca sono Chiara Cirelli e Giulio Tononi, dell’Università del Wisconsin. Lavorando insieme a Michele Bellesi dell’Università Politecnica delle Marche, i ricercatori hanno osservato nei topi che le connessioni, o sinapsi, tra i neuroni si rimpiccoliscono in media del 20% durante il sonno. La scoperta conferma un’ipotesi elaborata nel 2003 dagli stessi ricercatori: la cosiddetta omeostasi sinaptica, secondo cui la funzione principale del sonno sia di tenere sotto controllo l’efficienza complessiva delle sinapsi.

Le sinapsi si accrescerebbero dunque durante il giorno mentre il nostro cervello apprende continuamente cose nuove, per poi rimpicciolire durante il sonno, ottenendo un depotenziamento delle sinapsi che permette di imparare cose nuove il giorno successivo.

Dagli esperimenti dei ricercatori è emerso inoltre che un quinto delle sinapsi indagate era rimasta invariata, suggerendo come queste siano addette a codificare per le memorie più stabili e consolidate, e che quindi non debbano essere manomesse.

Il secondo studio, condotto da Graham H. Diering della Johns Hopkins University, si è invece concentrato sull’analisi delle proteine presenti nel cervello di un topo. Per prima cosa, i ricercatori hanno creato una piccola finestra attraverso la quale potevano osservare l’interno del cervello. Poi, hanno iniettato una sostanza chimica che evidenziava le proteine di superficie sulle sinapsi: osservando dalla piccola apertura, i ricercatori hanno scoperto che il numero di proteine di superficie si abbassava durante il sonno, dimostrando quindi che le sinapsi si erano rimpicciolite.

A questo punto i ricercatori sono andati oltre, provando a individuare il trigger molecolare di questo cambiamento e scoprendo che centinaia di proteine aumentano o diminuiscono all’interno delle sinapsi durante la notte. Ma una proteina in particolare, chiamata Homer1A, si è distinta tra tutte: ha dimostrato di essere importante nel processo di “potatura” le sinapsi, cioè nella diminuzione delle proteine presenti. Secondo i risultati degli esperimenti, infatti, la sonnolenza attiverebbe i neuroni per produrre Homer1A, che verrà poi inviata nelle loro sinapsi. Quando il sonno arriva, invece, Homer1A accende la macchina della “potatura” delle sinapsi.

Infine, per verificare come questo meccanismo di “potatura” influisca sul processo di apprendimento, gli scienziati hanno sottoposto i topi a un test della memoria. In pratica, li hanno chiusi in una stanza, in cui avrebbero preso uno scossa elettrica se avessero camminato in una porzione di pavimento. La stessa notte, hanno somministrato ad alcuni topi una sostanza chimica in grado di bloccare i neuroni nel meccanismo di potatura delle loro sinapsi. Il giorno dopo, gli scienziati hanno rimesso tutti gli animali nella stessa camera, notando che tutti i topi indistintamente hanno trascorso gran parte del tempo fermi, ricordando lo shock del giorno prima.

Ma quando i ricercatori hanno trasferito i topi in una camera diversa, hanno osservato una grande differenza: i topi normali si muovevano con curiosità, mentre quelli a cui era stata impedita la potatura delle sinapsi erano rimasti immobili. Secondo Diering, quindi, questi ultimi non erano stati in grado di confinare i loro ricordi a quella stanza in particolare, dimostrando che senza la potatura delle sinapsi durante il sonno, i loro ricordi erano confusi.

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