Una recente scoperta ha rivelato un potenziale significativo nel potenziare le funzioni cerebrali attraverso il sonno, in particolare il sonno non-REM (NREM), che è stato oggetto di uno studio condotto da un team di ricercatori provenienti dalla Rice University, dal Centro per il Ripristino dei Sistemi Neurali di Houston Methodist e dal Weill Cornell Medical College. Questa ricerca, guidata da Valentin Dragoi della Rice, ha individuato un meccanismo chiave che spiega come il sonno possa migliorare le prestazioni neuronali e comportamentali, aprendo nuove prospettive sulla comprensione di come il sonno influenzi le capacità cerebrali.
Lo studio, pubblicato su Science, ha evidenziato come il sonno leggero NREM favorisca la sincronizzazione cerebrale e potenzi l’incorporazione delle informazioni, offrendo nuove prospettive su questa fase del sonno. I ricercatori hanno anche dimostrato che è possibile replicare tali effetti attraverso una stimolazione invasiva, aprendo la strada a possibili terapie di neuromodulazione nel futuro per gli esseri umani.
Il coinvolgimento di macachi in questo studio ha permesso agli scienziati di esaminare l’attività neurale in diverse aree cerebrali mentre gli animali svolgevano un compito di discriminazione visiva prima e dopo un periodo di sonno NREM. Utilizzando array multielettrodo, i ricercatori hanno registrato l’attività di migliaia di neuroni in tre aree cerebrali cruciali per l’elaborazione visiva e le funzioni esecutive.
I risultati hanno mostrato un miglioramento delle prestazioni nel compito visivo dopo il sonno, con un’accuratezza superiore nel distinguere le immagini ruotate. È stato evidenziato che questo miglioramento era presente solo nei macachi che si erano effettivamente addormentati, mentre quelli che avevano sperimentato solo una quiete senza addormentarsi non hanno mostrato lo stesso beneficio.
Un aspetto interessante emerso dalla ricerca riguarda l’osservazione dell’attività delle onde delta a bassa frequenza e la sincronizzazione delle scariche neuronali durante il sonno, seguite da una desincronizzazione post-sonno che ha portato a un’accuratezza migliorata nell’elaborazione delle informazioni e nelle prestazioni visive.
Per simulare gli effetti neurali del sonno, i ricercatori hanno applicato una stimolazione elettrica a bassa frequenza della corteccia visiva, ottenendo risultati simili a quelli osservati dopo il sonno. Questo suggerisce che specifici schemi di stimolazione elettrica potrebbero essere utilizzati per emulare i benefici cognitivi del sonno, aprendo nuove possibilità per migliorare le prestazioni cognitive e percettive in situazioni in cui il sonno non è fattibile.
Ulteriori approfondimenti hanno portato alla costruzione di un ampio modello di rete neurale, rivelando che durante il sonno le connessioni eccitatorie e inibitorie nel cervello diventano più deboli in modo asimmetrico, con un aumento dell’eccitazione post-sonno che porta a un’elaborazione migliorata delle informazioni e delle prestazioni cognitive.
Questa scoperta apre la strada a possibili terapie di stimolazione cerebrale per migliorare le funzioni cognitive e la memoria, suggerendo che alcuni benefici del sonno potrebbero essere ottenuti senza la necessità di dormire effettivamente. Il futuro potrebbe quindi offrire la possibilità di potenziare le funzioni cerebrali indipendentemente dal sonno stesso, grazie a specifici schemi di stimolazione cerebrale.
Riferimento: Natasha Kharas, Mircea I. Chelaru, Sarah Eagleman, Arun Parajuli e Valentin Dragoi, “Il sonno NREM migliora le prestazioni comportamentali desincronizzando i circuiti corticali”, Science, 21 novembre 2024, DOI: 10.1126/science.adr3339. Questa ricerca è stata supportata da sovvenzioni del National Eye Institute 5R01EY026156 (V.D.) e 5F31EY029993 (N.K.).
