Gli scienziati del Centro Interdisciplinare di Ricerca in Biologia (CNRS / Collège de France / INSERM) hanno dimostrato che le onde delta emesse mentre dormiamo non sono periodi generalizzati di silenzio, durante i quali la corteccia riposa, come si dice da decenni nella letteratura scientifica.

Al contrario, esse isolano gruppi di neuroni che hanno un ruolo essenziale nella formazione della memoria a lungo termine. Queste scoperte sono state pubblicate il ​​18 ottobre 2019 su Science.

Mentre dormiamo, l'ippocampo si riattiva spontaneamente generando un'attività simile a quella che abbiamo mentre siamo svegli. Esso invia le informazioni alla corteccia, che a sua volta reagisce. Questo scambio è spesso seguito da un periodo di silenzio chiamato «onda delta» e poi da un'attività ritmica chiamata «fusi del sonno» (o picchi). Questo succede quando i circuiti corticali si riorganizzano per formare ricordi stabili.

Tuttavia, il ruolo delle onde delta nella formazione di nuovi ricordi era ancora un enigma: perché un periodo di silenzio interrompe la sequenza di scambi di informazioni tra l'ippocampo e la corteccia, e la riorganizzazione funzionale della corteccia?

Gli autori di questo studio hanno guardato più da vicino ciò che accade durante le onde delta stesse. Hanno scoperto, con sorpresa, che la corteccia non è del tutto silenziosa ma che pochi neuroni rimangono attivi e formano degli «insiemi», cioè piccoli gruppi coattivi che codificano le informazioni.

Questa osservazione inaspettata suggerisce che i pochi neuroni che si attivano quando tutti gli altri restano tranquilli possono effettuare calcoli importanti, restando al riparo da possibili disturbi. E le scoperte di questo lavoro vanno anche oltre!

Le riattivazioni spontanee dell'ippocampo determinano quali neuroni corticali rimangono attivi durante le onde delta e rivelano una trasmissione delle informazioni tra le due strutture cerebrali. Inoltre, i complessi attivati ​​durante i periodi di onde delta sono formati di neuroni che hanno partecipato all'apprendimento del compito di memoria spaziale durante il giorno.

Insieme, questi elementi suggeriscono che questi processi sono coinvolti nel consolidamento della memoria. Per dimostrarlo, gli scienziati hanno indotto nei ratti delle onde delta artificiali per isolare i neuroni associati alla riattivazione nell'ippocampo, oppure di neuroni casuali. Risultato: quando sono stati isolati i neuroni giusti, i ratti sono riusciti a stabilizzare i loro ricordi e ad avere successo nei test spaziali del giorno successivo.

Questi risultati cambiano sostanzialmente il modo di capire la corteccia. Le onde delta sono quindi un mezzo per isolare selettivamente gruppi di neuroni scelti, che inviano informazioni cruciali tra i periodi di dialogo ippocampo-corteccia e per la riorganizzazione dei circuiti corticali, per formare ricordi a lungo termine.