Ricerche

Ricercatori della Boston University hanno scoperto che, durante il sonno, il cervello presenta ondate di ossigenazione del sangue (rosso) seguito da ondate di liquido cerebrospinale (blu). Video di Laura Lewis (alla fine dell'articolo).

Una nuova ricerca eseguita alla Boston University suggerisce che questa sera durante il sonno, qualcosa di stupefacente accadrà all'interno del tuo cervello. I tuoi neuroni si calmeranno. Pochi secondi dopo, il sangue fluirà fuori della testa. Poi, un liquido acquoso chiamato 'liquido cerebrospinale' (CSF) fluirà dentro, lavando tutto il tuo cervello in onde ritmiche, pulsanti.

Lo studio, pubblicato il 31 ottobre su Science, è il primo a dimostrare che il CSF pulsa nel cervello durante il sonno, e che questi movimenti sono strettamente legati all'attività delle onde cerebrali e al flusso sanguigno.

“Sappiamo da tempo che ci sono queste onde elettriche di attività nei neuroni”, spiega la coautrice senior dello studio Laura Lewis, assistente professoressa di ingegneria biomedica e docente del Center for Systems Neuroscience. “Ma finora non ci eravamo resi conto che ci sono realmente delle onde anche nel liquido cerebrospinale”.

Questa ricerca può anche essere il primo studio a riprendere immagini del CSF durante il sonno. E la Lewis spera che un giorno possa portare a intuizioni su vari disturbi neurologici e psicologici che sono spesso associati con un sonno interrotto, compeso l'autismo e il morbo di Alzheimer.

L'accoppiamento delle onde cerebrali con il flusso di sangue e il liquido cerebrospinale potrebbe dare pure intuizioni sulle normali disabilità legate all'età. Studi precedenti avevano suggerito che sia il flusso di CSF che l'attività ad onde lente aiutano a far defluire dal cervello le proteine ​​tossiche, che pregiudicano la memoria.

Invecchiando, il cervello spesso genera un minor numero di onde lente e questo, a sua volta, potrebbe influenzare il flusso di sangue nel cervello e ridurre il pulsare del CSF durante il sonno, portando ad un accumulo di proteine ​​tossiche e a un calo della capacità di memoria. Mentre i ricercatori hanno avuto la tendenza a valutare questi processi separatamente, ora sembra che siano collegati molto strettamente.

Per esplorare ulteriormente come l'invecchiamento potrebbe influenzare il flusso di sangue e di CSF nel cervello durante il sonno, la Lewis e il suo team stanno reclutando anziani per il prossimo studio, perché i 13 soggetti dello studio attuale avevano tutti un'età compresa tra 23 e 33 anni.

La Lewis dice anche di sperare di arrivare a un metodo più compatibile con il sonno nelle scansioni del CSF. Questi 13 soggetti iniziali, indossando cappucci EEG per misurare le onde cerebrali, dovevano prendere sonno dentro una macchina di risonanza magnetica estremamente rumorosa, che, come può immaginare chiunque abbia avuto una risonanza magnetica, non è un'impresa facile.

“Abbiamo così tante persone che sono veramente entusiaste di partecipare perché vogliono essere pagate per dornire", dice la Lewis con una risata. “Ma scoprono che il loro lavoro è in realtà, e segretamente, quasi la parte più difficile del nostro studio. Abbiamo tutte queste strane tecnologie e attrezzature complesse, e spesso un grosso problema è che le persone non riescono ad addormentarsi perché sono in un tubo di metallo molto rumoroso, un ambiente proprio bizzarro“.

Ma per ora, lei è felice di avere l'opportunità di prendere immagini del CSF. Uno dei più affascinanti raccolti di questa ricerca, dice, è che possono dire se una persona sta dormendo semplicemente esaminando un po' di CSF su una scansione del cervello:

“È un effetto così drastico", dice. Il pulasare del CSF durante il sonno “era qualcosa che non sapevamo assolutamente che accadesse, e ora, solo con uno sguardo a una regione del cervello, possiamo leggere lo stato del cervello di una persona”.

Mentre la ricerca continua, il gruppo della Lewis ha un altro puzzle da risolvere: come si coordinano così perfettamente uno con l'altro le onde cerebrali, il flusso di sangue e il CSF? “Noi vediamo che sembra sempre arrivare prima il cambiamento neurale, e poi è seguito da un flusso di sangue fuori dalla testa, e poi da un'ondata di CSF dentro la testa”, dice la Lewis.

Una spiegazione potrebbe essere che, quando i neuroni si spengono, non richiedono più tanto ossigeno, così il sangue lascia la zona. Come il sangue se ne va, la pressione nel cervello diminuisce, e il CSF scorre dentro velocemente per mantenere la pressione ad un livello sicuro.

“Ma questa è solo una possibilità”, dice la Lewis. “Quali sono i nessi causali? È uno di questi processi che causa gli altri? O c'è qualche forza nascosta che sta li guidando tutti?”.

Ricercatori della Boston University hanno scoperto che, durante il sonno, il cervello presenta ondate di ossigenazione del sangue (rosso) seguito da ondate di liquido cerebrospinale (blu). Video di Laura Lewis.