Perché abbiamo bisogno di dormire?

Il sonno resta uno dei grandi misteri della biologia. Ma a che punto sono gli studi sul tema? In Giappone un team di scienziati internazionali sta cercando di capire cosa c’è dietro la necessità di dormire.

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Lo studio è portato avanti dall’International Institute for Integrative Sleep Medicine dell’Università di Tsukuba, che attira ricercatori di vari ambiti scientifici da tutto il mondo.

Il direttore dell’istituto, Masashi Yanagisawa, ha creato un luogo per studiare la biologia di base del sonno, ma soprattutto per rispondere a una domanda: perché gli esseri viventi dormono?

È difficile capire perché, durante la lotta per la sopravvivenza, la natura abbia previsto un’abitudine così rischiosa ma così importante come la perdita di coscienza per diverse ore al giorno.

I precisi benefici del sonno rimangono ancora avvolti dal mistero, affascinando e interrogando biologi e studiosi.

Il sonno è una funzione comune agli esseri umani e a tutto il regno animale, accomunati anche dalla necessità di recuperare il sonno perduto.

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È proprio su questo aspetto che si stanno concentrando i ricercatori per rispondere alla domanda sul perché sentiamo il bisogno di dormire, che secondo molti è la chiave per capire il perché si dorme.

I biologi chiamano questo bisogno “pressione del sonno”. Se si rimane svegli fino a tardi, aumenta la pressione del sonno, ma non si conosce a livello scientifico la natura di questa pulsione.

Cos’è che si accumula nel corso della veglia e si disperde durante il sonno? Il sonno serve a espellere una molecola che si accumula durante la veglia? Sono le domande a cui i ricercatori di Tsukuba stanno tentando di dare una risposta.

La ricerca biologica sulla pressione del sonno è iniziata più di un secolo fa. In alcuni degli esperimenti più famosi, uno scienziato francese ha tenuto i cani svegli per più di 10 giorni. Poi, ha asportato fluido dal cervello degli animali e l’ha iniettato nel cervello di canini normali e riposati, che si sono prontamente addormentati. L’esperimento ha suggerito che potesse esserci qualche sostanza accumulata durante la privazione del sonno, che induceva ad addormentarsi.

Nel corso del Novecento sono stati fatti altri esperimenti sul tema. Con strumenti più moderni, come gli’elettroencefalografi si è arrivato a stabilire con certezza che, lungi dall’essere “spento”, il cervello ha una routine durante il sonno.

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Alle diverse fasi del sonno corrispondono onde cerebrali di lunghezza diverse, tracciate negli elettroencefalogrammi.

La pressione del sonno cambia queste onde cerebrali. Più il soggetto è privato del sonno, più grandi sono le onde. Questo fenomeno è stato osservato in diversi soggetti, anche animali, tenuti svegli oltre le loro ore di riposo abituali.

Gli studi effettuati finora confermano che ci sono alcune sostante che causano il sonno, tra cui una molecola chiamata adenosina, che sembra accumularsi in alcune parti del cervello quando siamo svegli, per poi diradarsi durante il sonno.

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Le sostanze che inducono il sonno possono provenire dal processo di creazione di nuove connessioni tra i neuroni.

Chiara Cirelli e Giulio Tononi sono due ricercatori del sonno presso l’Università del Wisconsin, negli Stati Uniti.

I due suggeriscono che queste connessioni – o sinapsi – sono un processo naturale insito nel nostro cervello quando siamo svegli. Ciò che accade durante il sonno è il ridimensionamento di alcune fra queste connessioni meno importanti. In particolare vengono rimossi ricordi o immagini che non si adattano agli altri, o non hanno bisogno di essere usate.

“Il sonno è un modo per sbarazzarsi dei ricordi in un modo che fa bene al cervello”, ipotizza Tononi.

Un altro gruppo di scienziati ha scoperto una proteina che entra nelle sinapsi poco usate per causare la loro distruzione, e per farlo ha bisogno che i livelli di adenosina sono alti, ovvero durante il sonno.

Ci sono ancora molte incognite su come funzioni esattamente il sonno e in particolare la pressione del sonno.

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L’ultimo studio portato avanti da Yanagisawa e dai suoi collaboratori prevede un ampio screening volto a identificare i geni legati al sonno su alcuni topi. Finora ne sono stati osservati più di 8.000.

Quando un topo dorme in modo strano, quando si sveglia molto, o dorme troppo a lungo, i ricercatori indagano sul suo genoma. Se c’è una mutazione che potrebbe essere la causa del comportamento anomalo, si cerca di studiare quel topo, per capire se è la mutazione dei geni a disturbare il sonno.

Le mutazioni studiate finora si trovano in un gene chiamato SIK3.

I ricercatori sperano di fare chiarezza sul tema nei prossimi anni.