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Il meccanismo con cui la privazione del sonno danneggia la memoria
Ricercatori delle Università di Groningen (Paesi Bassi) e della Pennsylvania hanno scoperto un pezzo del puzzle del danno che la privazione del sonno arreca alla memoria.
Per la prima volta, con uno studio sui topi che sarà pubblicato sulla rivista eLife, essi dimostrano che cinque ore di privazione del sonno portano una perdita di connettività tra i neuroni nell'ippocampo, un'area del cervello associata con l'apprendimento e la memoria.
"E' chiaro che il sonno ha un ruolo importante nella memoria; sappiamo che i pisolini aiutano a conservare i ricordi importanti, ma è meno evidente il modo in cui la privazione del sonno danneggia la funzione dell'ippocampo e della memoria", dice il primo autore Robbert Havekes PhD, assistente professore all'Institute for Evolutionary Life Sciences della Groningen.
Si è proposto che potrebbero essere i cambiamenti nella connettività tra le sinapsi (le strutture che permettono ai neuroni di passarsi i segnali a vicenda) a danneggiare la memoria. Per approfondire questo punto, i ricercatori hanno esaminato l'impatto di brevi periodi di perdita di sonno sulla struttura dei dendriti, le estensioni ramificate delle cellule nervose lungo le quali esse ricevono gli impulsi da altre cellule sinaptiche, nel cervello di topo.
Inizialmente hanno usato il metodo di colorazione argento Golgi per vedere la lunghezza dei dendriti e il numero di spine dendritiche nell'ippocampo del topo dopo 5 ore di privazione del sonno, un periodo di perdita del sonno che è noto per mettere in pericolo il consolidamento della memoria. Le loro analisi hanno indicato che la privazione del sonno riduce significativamente la lunghezza e la densità di spine dei dendriti appartenenti ai neuroni nella regione CA1 dell'ippocampo.
Hanno ripetuto l'esperimento di perdita del sonno, ma lasciando dopo che i topi dormissero indisturbati per tre ore. Questo periodo è stato scelto sulla base di precedenti lavori degli scienziati che hanno dimostrato che tre ore sono sufficienti per ripristinare i deficit causati dalla mancanza di sonno. Gli effetti della privazione di sonno per cinque ore nei topi sono stati invertiti, così che le loro strutture dendritiche erano simili a quelle osservate nei topi che avevano dormito.
I ricercatori hanno poi studiato quello che accadeva durante la privazione del sonno a livello molecolare. Havekes dice:
"Eravamo curiosi di sapere se i cambiamenti strutturali nell'ippocampo potessero essere correlati alla maggiore attività della proteina cofilina, dal momento che questo può causare il restringimento e la perdita di spine dendritiche.
"I nostri ulteriori studi hanno rivelato che i meccanismi molecolari alla base degli effetti negativi della perdita di sonno puntano veramente la cofilina. Bloccando questa proteina nei neuroni dell'ippocampo dei topi privati del sonno, abbiamo impedito non solo la perdita di connettività neuronale, ma abbiamo anche reso i processi di memoria resilienti alla perdita di sonno. I topi privati del sonno hanno imparato allo stesso modo dei soggetti non privati del sonno".
Ted Abel PhD, professore di biologia all'Università della Pennsylvania e autore senior dello studio, spiega:
"La mancanza di sonno è un problema comune nella nostra società moderna 24/7 e ha gravi conseguenze per la salute, il benessere generale, e la funzione del cervello.
"Nonostante decenni di ricerca, erano tuttora sconosciute le ragioni per cui la perdita di sonno impatta negativamente la funzione del cervello. La nostra nuova descrizione di un percorso attraverso il quale la privazione del sonno impatta il consolidamento della memoria mette in evidenza l'importanza della capacità della rete delle cellule neuronali di adattarsi alla perdita di sonno.
"Quello che è forse più sorprendente è che queste connessioni neuronali vengono ripristinate con diverse ore di sonno di recupero. Così, quando i soggetti hanno la possibilità di recuperare il sonno tanto necessario, rimodellano rapidamente il loro cervello".
Fonte: eLife via EurekAlert! (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Robbert Havekes, Alan J Park, Jennifer C Tudor, Vincent G Luczak, Rolf T Hansen, Sarah L Ferri, Vibeke M Bruinenberg, Shane G Poplawski, Jonathan P Day, Sara J Aton, Kasia Radwańska, Peter Meerlo, Miles D Houslay, George S Baillie, Ted Abel. Sleep deprivation causes memory deficits by negatively impacting neuronal connectivity in hippocampal area CA1. eLife, 2016; 5 DOI: 10.7554/eLife.13424
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