Quando si dorme, il nostro cervello è occupato a memorizzare e a consolidare le cose apprese durante il giorno, roba di cui avremo bisogno nella scatola degli attrezzi della memoria domani, la prossima settimana, o l'anno prossimo. Per molte persone, in particolare quelle con malattie neurologiche, i disturbi della memoria possono essere un sintomo debilitante che colpisce la vita di ogni giorno, in modo profondo.

Per la prima volta, ricercatori della University of North Carolina hanno usato la «stimolazione transcranica a corrente alternata» (tACS), per puntare un tipo specifico di attività cerebrale durante il sonno e rafforzare la memoria delle persone sane. I risultati, pubblicati sulla rivista Current Biology, offrono un metodo non invasivo potenziale per aiutare milioni di persone con condizioni come l'autismo, l'Alzheimer, la schizofrenia e il disturbo depressivo grave.

Per anni, i ricercatori hanno registrato l'attività elettrica del cervello, che oscilla o alterna durante il sonno; la rappresentano come onde su un elettroencefalogramma (EEG). Queste onde sono chiamate «fusi del sonno», e gli scienziati sospettavano un loro coinvolgimento nella catalogazione e nell'archiviazione dei ricordi quando dormiamo.

"Ma non sapevamo ancora se i fusi del sonno consentono o addirittura inducono la conservazione e il consolidamento dei ricordi", ha detto l'autore senior Flavio Frohlich PhD, assistente professore di psichiatria e membro del Neuroscience Center alla UNC. "Avrebbero potuto essere solo dei sottoprodotti di altri processi cerebrali che permettono di memorizzare ciò che impariamo come ricordo. Ma il nostro studio dimostra che, in effetti, i fusi sono cruciali per il processo di creazione dei ricordi di cui abbiamo bisogno per la vita di tutti i giorni. E siamo in grado di puntarli per migliorare la memoria".

Questa è la prima volta che un gruppo di ricerca ha riferito di riuscire a puntare selettivamente i fusi del sonno senza aumentare anche altre attività naturali elettriche cerebrali durante il sonno. Questo non è mai stato realizzato con la tDCS (stimolazione transcranica a corrente diretta), il cugino della tACS molto più popolare, in cui si applica un flusso costante di corrente elettrica debole al cuoio capelluto.

Durante lo studio di Frohlich, 16 partecipanti maschi sono stati sottoposti a una notte di analisi del sonno prima di completare due notti di sonno per lo studio. Prima di andare a dormire ogni notte, tutti i partecipanti hanno eseguito due esercizi comuni di memoria: test di accoppiamento-associazione di parole, e compiti motori di tocco sequenziale, che comporta sequenze specifiche ripetute di tocchi con le dita.

Durante entrambe le notti di studio, ogni partecipante ha tenuto degli elettrodi posizionati in punti specifici dello scalpo. Durante il sonno di una delle notti, ogni persona ha ricevuto la tACS, corrente alternata di energia elettrica debole sincronizzata con i fusi naturali del sonno nel cervello. Durante il sonno dell'altra notte, ogni persona ha ricevuto una stimolazione simulata come placebo. Ogni mattina, i ricercatori hanno fatto ripetere ai partecipanti gli stessi test di memoria standard.

Il team di Frohlich non ha rilevato alcun miglioramento nei punteggi dei test di accoppiamento-associazione di parole, ma un significativo miglioramento dei compiti motori quando si confrontano i risultati della notte di stimolazione con quella del placebo. "Questo dimostra un nesso causale diretto tra il modello di attività elettrica dei fusi del sonno e il processo di consolidamento della memoria motoria", ha detto Frohlich.

Caroline Lustenberger PhD, prima autrice e borsista post-dottorato nel laboratorio di Frohlich, ha detto, "Siamo entusiasti di questo risultato perché sappiamo che i fusi del sonno, insieme con la produzione della memoria, sono alterati in una serie di disturbi, come la schizofrenia e l'Alzheimer. Ci auguriamo che puntare questi fusi del sonno possa diventare un nuovo tipo di trattamento per i disturbi della memoria e i deficit cognitivi".

Frohlich ha detto che "Il passo successivo è provare lo stesso intervento, lo stesso tipo di stimolazione cerebrale non invasiva, in pazienti che hanno deficit conosciuti in questi schemi di attività dei fusi".

Il team di Frohlich aveva in precedenza usato la tACS per puntare le oscillazioni alfa naturali del cervello, per stimolare la creatività. Era una prova di concetto che ha dimostrato che è possibile puntare queste particolari onde cerebrali, che sono di primo piano quando creiamo idee e sogni ad occhi aperti, o meditiamo. Queste onde sono alterate nelle persone con malattie neurologiche e psichiatriche, compresa la depressione.