Ricerche

L'intensità dell'attività cerebrale durante il giorno, indipendentemente dal tempo in cui siamo rimasti svegli, sembra aumentare il nostro bisogno di dormire, secondo un nuovo studio eseguito nel pesce-zebra alla University College London.

La ricerca, pubblicata in Neuron, ha scoperto un gene che risponde all'attività cerebrale per coordinare il bisogno di dormire. Lo studio aiuta a fare nuova luce su come è regolato il sonno nel cervello.

L'autore senior Dott. Jason Rihel (UCL Cell & Developmental Biology) spiega:

"Ci sono due sistemi che regolano il sonno: circadiani e omeostatici. Abbiamo capito abbastanza bene il sistema circadiano, l'orologio interno di 24 ore che comanda i nostri ritmi biologici, tra cui i cicli del sonno, e sappiamo dove è generato questo ritmo nel cervello.

"Ma il sistema omeostatico, che ci fa sentire sempre più stanchi dopo una giornata molto lunga o una notte insonne, non è ancora chiaro. Quello che abbiamo scoperto è che sembra non essere guidato solo da quanto tempo sei stato sveglio, ma dall'intensità della tua attività cerebrale dopo l'ultima dormita".

Per capire quali processi del cervello guidano la regolazione omeostatica del sonno, indipendentemente dal momento della giornata, il team di ricerca ha studiato larve di pesce-zebra.

I pesci-zebra sono molto usati nella ricerca biomedica, in parte a causa del loro corpo quasi trasparente che facilita la visione interna, in parte per le somiglianze con l'uomo, come dormire ogni notte. I ricercatori hanno facilitato un aumento dell'attività cerebrale del pesce-zebra con vari stimolanti tra cui la caffeina.

I pesci-zebra che hanno avuto un aumento dell'attività cerebrale indotta da farmaci dormivano più a lungo dopo che i farmaci erano svaniti, confermando che l'aumento dell'attività cerebrale contribuiva ad una maggiore necessità di sonno.

I ricercatori hanno scoperto che una specifica area del cervello del pesce-zebra era centrale per l'effetto sulla pressione del sonno: una zona del cervello che è paragonabile ad una zona del cervello umano presente nell'ipotalamo, che è attiva durante il sonno.

Nella zona del cervello del pesce-zebra, una molecola di segnalazione cerebrale specifica (chiamata galanina) era particolarmente attiva durante il sonno di recupero, ma non aveva un ruolo così grande nel sonno notturno regolare.

Per confermare che i risultati indotti da farmaci sono stati rilevanti per la privazione del sonno vero e proprio, i ricercatori hanno condotto un test dove tenevano pesci-zebra giovani svegli tutta la notte su un 'tapis roulant' dove vedevano strisce che si muovevano, a imitazione dell'acqua che scorre veloce, dando loro la convinzione di dover continuare a nuotare. I pesci-zebra che sono stati tenuti svegli dormivano di più il giorno successivo, e il loro cervello ha mostrato un aumento dell'attività della galanina durante il sonno di recupero.

I risultati suggeriscono che i neuroni con galanina tracciano l'attività cerebrale totale, ma sono necessarie ulteriori ricerche per chiarire come rilevano quello che sta succedendo in tutto il cervello.

I ricercatori dicono che la loro scoperta che l'attività cerebrale eccessiva può aumentare il bisogno di sonno potrebbe spiegare perché le persone spesso si sentono esausti dopo una convulsione.

"I nostri risultati possono anche chiarire perché alcuni animali possono evitare il sonno, in determinate condizioni, come nella fame o nella stagione dell'accoppiamento; può essere che il loro cervello è in grado di ridurre al minimo l'attività cerebrale per limitare il bisogno di sonno", ha detto la prima autrice dello studio, la Dott.ssa Sabine Reichert (UCL Cell & Developmental Biology).

I ricercatori dicono che con la scoperta di un gene che ha un ruolo centrale nella regolazione omeostatica del sonno, i loro risultati possono aiutare a capire i disturbi del sonno e le condizioni che compromettono il sonno, come il morbo di Alzheimer.

"Forse abbiamo identificato un buon obiettivo farmaceutico per i disturbi del sonno, perché può essere possibile sviluppare terapie che agiscono sulla galanina", ha aggiunto la dott.ssa Reichert.