Una nuova ricerca dimostra che i neuroni dell’ipotalamo preottico – la regione del cervello che regola il sonno e la temperatura corporea – si attivano ritmicamente durante il sonno non rapido (NREM). Secondo uno studio pubblicato su Current Biology dalla Perelman School of Medicine dell’Università della Pennsylvania, lo stress attiva queste cellule cerebrali in modo incontrollato, causando “micro-arousals” che interrompono i cicli del sonno e accorciano la durata degli episodi di sonno.
Cosa succede nel cervello durante il sonno
Mentre il nostro corpo riposa durante il sonno, il cervello è ancora molto attivo in quattro diversi stadi del sonno. In ogni ciclo di sonno di 90 minuti, ci sono tre fasi di sonno NREM e una fase di sonno REM (Rapid Eye Movement). Mentre il sonno REM è caratterizzato da rapidi movimenti oculari, nella fase non-REM l’attività cerebrale diminuisce e i muscoli si rilassano sempre di più, fino a raggiungere il sonno profondo. Ricerche precedenti hanno dimostrato che un’ampia rete di neuroni produttori di neurotensina è coinvolta nella regolazione del sonno NREM. Questi neuroni esprimono solitamente il gene che codifica il neuropeptide neurotensina. L’attivazione di questi neuroni innesca il sonno non-REM.
Durante i primi due stadi del sonno NREM, le onde cerebrali, la frequenza cardiaca e la respirazione rallentano e la temperatura corporea si abbassa. La seconda fase comprende anche attività cerebrali uniche chiamate fusi e complessi K, che sono brevi esplosioni di attività responsabili dell’elaborazione degli stimoli esterni e del consolidamento della memoria. Nella terza fase del ciclo del sonno NREM, l’organismo rilascia ormoni della crescita, importanti per riparare il corpo, mantenere sano il sistema immunitario e migliorare ulteriormente la memoria. Durante la terza fase, le onde cerebrali sono più ampie e vengono chiamate onde delta. Il sonno REM, che si verifica durante questo periodo in cui di solito si sogna, è fondamentale anche per la formazione della memoria, l’elaborazione delle emozioni e lo sviluppo del cervello. Quando dormiamo male, notiamo che la nostra memoria non è buona come al solito o che le nostre emozioni sono impazzite. Questo fenomeno è ancora più evidente nelle persone con disturbi del sonno legati allo stress.
Comprendere la biologia che guida l’attività cerebrale durante queste fasi cruciali del sonno e come stimoli come lo stress possano interromperle è fondamentale per poter sviluppare un giorno terapie che aiutino le persone a ottenere il sonno più riposante di cui il loro cervello ha bisogno per completare questi importanti processi.
Sviluppare trattamenti per i disturbi del sonno legati allo stress
I ricercatori dell’Università della Pennsylvania hanno monitorato l’attività nell’area preottica (POA) dell’ ipotalamo dei topi durante il loro sonno naturale e hanno scoperto che i neuroni glutammatergici (VGLUT2) si attivano ritmicamente durante il sonno NREM. Hanno anche scoperto che i neuroni VGLUT2 erano più attivi durante la veglia e meno attivi durante il sonno NREM e REM. Durante i microarousal nel sonno NREM, i neuroni VGLUT2 erano gli unici neuroni attivi all’interno del POA e i loro segnali iniziavano ad aumentare nel periodo precedente al microarousal. Per confermare che i neuroni VGLUT2 attivi erano effettivamente la causa del microarousal, i ricercatori hanno stimolato i neuroni VGLUT2 nei soggetti addormentati, provocando immediatamente un aumento del microarousal e della veglia.
Per illustrare il legame tra lo stress e l’aumento dell’attivazione dei neuroni VGLUT2, i ricercatori hanno poi esposto i soggetti a un fattore di stress che ha aumentato il tempo di veglia e i microarousal e ha diminuito il tempo totale di sonno REM e NREM. I ricercatori hanno anche riscontrato un aumento dell’attività dei neuroni VGLUT2 durante il sonno NREM nei volontari stressati. Inoltre, quando i ricercatori hanno inibito i neuroni VGLUT-2, i microarousal durante il sonno NREM sono diminuiti e gli episodi di sonno NREM sono stati più lunghi. Secondo i ricercatori, i neuroni glutammatergici dell’ipotalamo rappresentano un bersaglio promettente per lo sviluppo di trattamenti per i disturbi del sonno legati allo stress. La possibilità di ridurre le interruzioni durante i periodi chiave del sonno non-REM sopprimendo l’attività del VGLUT2 sarebbe innovativa per le persone che lottano contro le interruzioni del sonno dovute a disturbi come l’insonnia o il PTSD.
