Il-Trafiletto
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26/08/14

Parole in libertà | L'importanza del sonno

All'inizio dell'anno, alcuni studiosi dell'Università della California hanno svolto alcune ricerche che riprendono quelle condotte da Jenkins e Dallenbach ormai un secolo fa. 


Anche nel moderno studio, infatti, è stato chiesto ai partecipanti di imparare parole prive di significato. Sono stati selezionati un gruppo di giovani adulti (età media 21 anni circa) e un gruppo di adulti anziani (età media 75 anni circa), chiedendo loro di imparare coppie di termini che comprendevano parole esistenti, per esempio "uccelli", e parole inventate, per esempio "jubu".

Si è scoperto che sia nei soggetti giovani sia in quelli più anziani, le prestazioni mnemoniche miglioravano di pari passo con la quantità notturna di sonno a onde lente (o sonno SWS, Slow Wave Sleep), caratterizzato da attività elettrica cerebrale rallentata. Un'altra ricerca, forse un po' più traumatica per i partecipanti, ha dimostrato che il sonno ci aiuta anche a ricordare eventi che scatenano emozioni. A un gruppo di studenti dell'Università di Bamberga, in Germania, sono stati forniti testi ad alta carica emotiva, tra i quali uno che raccontava in dettaglio le crudeli pratiche di un infanticida.

Gli studenti ai quali era stato consentito dormire soltanto durante la seconda parte della notte - e che avevano dunque beneficiato di una maggior quantità di sonno REM (caratterizzato da movimenti oculari rapidi, in inglese Rapiti Eye Movement) - ricordavano con molta più precisione i dettagli del testo rispetto a chi non aveva raggiunto la fase REM (dormendo soltanto durante la prima parte della notte oppure non dormendo affatto).

Il sonno può avere un fortissimo impatto anche sulla nostra capacità di acquisire abilità motorie (come andare in bicicletta oppure digitare più velocemente su una tastiera). In qualità di esperto di neuroscienze presso la Facoltà di Medicina di Harvard, Matthew Walker ha insegnato ad alcuni soggetti a digitare una sequenza complessa sulla tastiera di un computer, verificando le abilità acquisite a distanza di 12 ore. I partecipanti che non avevano dormito tra le due sessioni hanno migliorato le proprie prestazioni del 2 per cento, mentre chi aveva riposato è risultato più veloce del 20 per cento senza effetti negativi sulla precisione.

Questo tipo di memoria sembra formarsi durante una fase di sonno più leggera, detta fase due N-REM (Non-REM). Come si possono ottenere risultati simili dormendo? Una possibile risposta è il cosiddetto replay della memoria. Grazie a registrazioni dell'attività cerebrale, oggi sappiamo che gli schemi di firing neuronale (ossia i pattern di trasmissione). Gli impulsi elettrici da parte delle cellule del cervello che si verificano durante l'apprendimento diurno vengono spesso riprodotti durante il sonno: è come se il cervello effettuasse una specie di ripasso. Nel sonno a onde lente, avviene il firing sincronizzato di milioni di neuroni neocorticali, nella parte esterna del cervello. Si è scoperto che questi impulsi elettrici a bassa velocità determinano i tempi di esecuzione della scarica del potenziale d'azione di altri neuroni, cosicché il replay della memoria possa avvenire contemporaneamente in tutte le strutture cerebrali interessate.

Se stiamo ricordando un incontro con un'amica, per esempio, il meccanismo fa sì che le cortecce visiva e uditiva riproducano simultaneamente il suo viso e la sua voce, garantendone una perfetta associazione. Si ritiene che questo replay coordinato consolidi i ricordi, proprio come avviene quando si ripassa mentalmente qualcosa da svegli. I neuroscienziati sostengono che il firing neuronale simultaneo rafforzi le connessioni sinaptiche: l'attività neurale simultanea potenzia le interconnessioni tra neuroni, puntellando la piattaforma fisica della memoria. (science)

23/08/14

Dormire per ricordare

"Dobbiamo imparare una lingua straniera? Facciamo un'intensa sessione di studio nel tardo pomeriggio, seguita da una bella pennichella a onde lente". 


Il magico effetto del sonno sulla memoria, però, non si esercita soltanto grazie alla riproduzione dei ricordi. Le varie fasi del sonno sono associate a importanti variazioni nei livelli dei neurotrasmettitori, i "messaggeri" chimici che convogliano o modulano i segnali tra le cellule cerebrali e quelle del resto dell'organismo. L'acetilcolina, che gioca un ruolo essenziale nel sostenere lo stato di veglia, si dimezza rispetto alla sua normale concentrazione durante il sonno SWS.

Questo potrebbe contribuire a consolidare singoli ricordi, perché si ritiene che livelli ridotti di questa sostanza promuovano il trasferimento di informazioni dalla memoria a breve termine, aleatoria e gestita essenzialmente dall'ippocampo, sito nella parte più profonda del nostro cervello, a un sistema di memorizzazione più permanente e affidabile, che è invece supportato dalle aree neocorticali. E evidente che esiste un grosso problema di base: apparentemente, non siamo in grado di scegliere quanto far durare le diverse fasi del sonno durante una tipica nottata di riposo, né quali ricordi ripercorrere e dunque consolidare. Come possiamo, dunque, utilizzare il sonno come fattore di potenziamento cognitivo? La risposta è che, in realtà, siamo in grado di esercitare su questi elementi un controllo molto maggiore di quanto pensiamo. Il sonno è agganciato al ritmo circadiano, che regola in maniera naturale il nostro organismo nell'arco delle 24 ore. Di solito, attraversiamo la fase REM al mattino e gli intervalli di sonno SWS al pomeriggio e alla sera. Ciò significa che sonnellini strategicamente programmati in momenti diversi della giornata potrebbero garantirci proprio il tipo di riposo che desideriamo.

Dobbiamo imparare una lingua straniera? Possiamo dedicarci a un'intensa sessione di studio nel tardo pomeriggio, seguita da una bella pennichella "a onde lente". Vogliamo ricordare tutti i particolari di un matrimonio o di un battesimo ad alto impatto emotivo? Meglio sonnecchiare al mattino, procurandoci una bella dose di REM. Oltre a controllare le fasi del sonno, possiamo anche "pilotare" la memoria, in modo da eseguire il replay di ricordi specifici mentre riposiamo. Lo scienziato del sonno Bjorn Rasch dell'Università di Lubecca, in Germania, ha chiesto ad alcuni volontari di partecipare a un gioco. Una serie di coppie di carte veniva visualizzata a faccia in giù sullo schermo di un computer: i soggetti dovevano scoprirne una e tentare di ricordare l'altra carta ad essa abbinata. I giocatori hanno effettuato diverse partite, fino a ricordare con buona approssimazione la posizione di tutte le carte; nel frattempo, nell'ambiente veniva diffusa un'essenza di rose. Dopo aver giocato, tutti i partecipanti hanno trascorso una normale notte di riposo prima della sessione di verifica del giorno successivo.

Alcuni soggetti sono stati esposti alla stessa essenza floreale prima di dormire, alcuni durante il sonno SWS e alcuni durante il sonno REM. Significativamente, i volontari che avevano risentito il profumo di rosa durante il sonno a onde lente hanno fatto registrare i miglioramenti più importanti di tutto il gruppo. Per ottenere gli stessi risultati, si possono utilizzare anche suoni: ma accertatevi di tenere basso il volume per non svegliarvi! Secondo nuove, interessanti ricerche, in futuro potremmo essere in grado di controllare ancora meglio le fasi del nostro riposo. Sempre all'Università di Lubecca, Lisa Marshall ha scoperto che se viene applicata alla testa di un soggetto una corrente elettrica alla stessa frequenza del firing neuronale durante la fase SWS (appena inferiore a una scarica al secondo), si riesce _ riprodurre il ritmo dell'attività elettrica cerebrale, che prosegue anche dopo la sospensione dell'applicazione di corrente.

Benché tecnicamente un "falso", questo sonno SWS stimolato rende molto più efficace il consolidamento dei ricordi. Non tutti, però, sono disposti a sortoporsi a manipolazioni artificiali dell'attività cerebrale: fortunatamente, sia i ricercatori di Lubecca, sia un'altra équipe nel Wisconsin hanno scoperto che un effetto simile è ottenibile semplicemente riproducendo suoni alla frequenza giusta durante il sonno. La possibilità di potenziare l'attività cerebrale in modo naturale è sicuramente un'ottima notizia per tutti i pazienti costretti ad assumere farmaci che migliorano le prestazioni, ma non soltanto per loro. Invecchiando, infatti, la nostra quantità di sonno SWS per notte diminuisce. Giunti a 75 anni circa, molti di noi non beneficiano più di alcuna fase di sonno a onde lente. Gli scienziati hanno capito che il declino della fase SWS si accompagna a difficoltà cognitive e alcuni si spingono a identificare l'assenza di questa importante componente del sonno con un fattore degenerativo della funzionalità cerebrale.

Se così fosse, la stimolazione artificiale si rivelerebbe una panacea per gli anziani, che riacquisterebbero la capacità di abbandonarsi al sonno a onde lente rallentando l'ulteriore invecchiamento corticale. Chissà, magari basterà un po' di terapia musicale mentre riposiamo per mantenerci mentalmente in gran forma anche nei decenni a venire.(science)


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