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Ritmi cerebrali non sincronizzati nel sonno fanno dimenticare gli anziani
I fusi del sonno negli anziani (a destra) raggiungono il picco troppo presto nel ciclo delle onde lente, rispetto ai giovani adulti (a sinistra), portando alla dimenticanza. (Fonte: Matthew Walker)Come l'oscillazione della racchetta da tennis durante il lancio della palla per servire un ace, le onde cerebrali lente e veloci devono sincronizzarsi esattamente al momento giusto, durante il sonno profondo, per salvare i nuovi ricordi, secondo una nuova ricerca eseguita alla University of California di Berkeley.
Mentre questi ritmi cerebrali, che avvengono centinaia di volte per notte, si muovono in perfetta armonia nei giovani adulti, i risultati pubblicati ieri sulla rivista Neuron mostrano che nella vecchiaia le onde lente durante il sonno non-rapido (NREM) non riescono a sincronizzarsi esattamente con le raffiche elettriche veloci chiamate 'fusi'.
"Il tempo sbagliato impedisce agli anziani di riuscire a salvare efficacemente alla notte i nuovi ricordi, portando a dimenticare piuttosto che a ricordare", ha detto l'autore senior dello studio Matthew Walker, professore di neuroscienze e psicologia all'UC Berkeley e direttore del Centro Scienza del Sonno Umano del campus.
"Con l'invecchiamento del cervello, non è possibile coordinare precisamente queste due onde cerebrali del sonno profondo", ha aggiunto Walker. "Come un tennista che è fuori dal gioco, danno colpi e mancano [la palla]". Nel gergo del tennis, ad esempio, le onde cerebrali o le oscillazioni lente rappresentano il lancio della palla mentre i fusi simboleggiano l'oscillazione della racchetta quando punta a prendere contatto con la palla e servire un ace.
"Il tempismo è tutto. Solo quando le onde lente e i fusi si incontrano in una finestra temporale molto ristretta (circa un decimo di secondo), il cervello può collocare efficacemente nuovi ricordi nella sua memoria a lungo termine", ha detto il primo autore dello studio Randolph Helfrich, borsista postdottorato in neuroscience alla UC Berkeley.
Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che l'incapacità del cervello di coordinare le onde cerebrali nel sonno profondo è molto probabilmente dovuta alla degradazione o all'atrofia della corteccia frontale mediale, una regione chiave del lobo frontale del cervello che genera il sonno profondo e ristoratore di cui godiamo in gioventù.
"Quanto è peggiore l'atrofia in questa area cerebrale degli anziani, tanto più sono scoordinate e scarsamente programmate le loro onde cerebrali profonde", ha detto Walker. "Ma c'è una possibile soluzione: il sonno è ora un nuovo obiettivo per un potenziale intervento terapeutico".
Per amplificare le onde lente e farle sincronizzare in modo ottimale con i fusi, i ricercatori prevedono con esperimenti futuri di applicare la stimolazione cerebrale elettrica al lobo frontale. "Aumentando elettricamente queste onde cerebrali notturne, speriamo di ripristinare un certo grado di sonno profondo sano negli anziani e in quelli con demenza, e così facendo, recuperiamo aspetti del loro apprendimento e della memoria", ha detto Walker.
Per lo studio, i ricercatori hanno confrontato il ricordo notturno di 20 adulti sani tra 20 e 30 anni di età con quello di 32 anziani, per lo più settantenni. Prima di andare a letto per una notte intera, i partecipanti hanno imparato, e sono stati testati su, 120 gruppi di parole.
Mentre dormivano, i ricercatori hanno registrato l'attività elettrica delle loro onde cerebrali usando l'elettroencefalografia (EEG) del cuoio capelluto. La mattina dopo, i partecipanti allo studio sono stati testati nuovamente sulle coppie di parole, questa volta durante scansioni di risonanza magnetica funzionale e strutturale (fMRI).
I risultati dell'EEG hanno mostrato che negli anziani i fusi raggiungevano sempre troppo presto il picco nel ciclo di consolidamento della memoria e mancavano di sincronizzarsi con le onde lente.
Inoltre, le scansioni cerebrali hanno mostrato atrofia della materia grigia nella corteccia frontale mediale degli anziani, il che suggerisce che il deterioramento all'interno del lobo frontale impedisce alle onde lente e profonde di sincronizzarsi perfettamente con i fusi.
Fonte: Yasmin Anwar in University of California Berkeley (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Randolph F. Helfrich, Bryce A. Mander, William J. Jagust, Robert T. Knight, Matthew P. Walker. Old Brains Come Uncoupled in Sleep: Slow Wave-Spindle Synchrony, Brain Atrophy, and Forgetting. Neuron, Published online: December 14, 2017. DOI: 10.1016/j.neuron.2017.11.020
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