Un team di ricercatori dell’Università di Zurigo (UZH) e dell’Istituto federale svizzero di tecnologia (ETH) di Zurigo, entrambi in Svizzera, si sono proposti di esaminare l’effetto di una fase di sonno profondo disturbato sulla capacità del cervello di apprendere nuove cose.

Più specificamente, il nuovo studio – pubblicato sulla rivista Nature Communications – esamina la capacità del cervello di cambiare e adattarsi in risposta agli stimoli che riceve dall’ambiente, o neuroplasticità , nella corteccia motoria e come è influenzato dal sonno profondo .

La corteccia motoria è l’area del cervello responsabile dello sviluppo e del controllo delle abilità motorie, e la fase di sonno profondo – chiamata anche sonno ad onde lente – è la chiave per la formazione e l’elaborazione della memoria, nonché per aiutare il cervello a ristabilirsi dopo una giornata di attività.

Manipolazione della corteccia motoria durante il sonno profondo

Lo studio ha coinvolto sei donne e sette uomini a cui è stato chiesto di svolgere attività motorie durante il giorno successivo a una notte di sonno imperturbabile, e dopo una notte durante la quale il loro sonno profondo era stato disturbato.

I compiti prevedevano l’apprendimento di una serie di movimenti delle dita e i ricercatori erano in grado di localizzare con precisione l’area del cervello responsabile del movimento di apprendimento.

Utilizzando un elettroencefalogramma, i ricercatori hanno monitorato l’attività cerebrale dei partecipanti mentre dormivano.

Il primo giorno dell’esperimento – dopo la prima sessione di apprendimento del movimento – i partecipanti hanno potuto dormire senza disturbi.

La seconda notte, tuttavia, i ricercatori hanno manipolato la qualità del sonno dei partecipanti. Sono stati in grado di concentrarsi sulla corteccia motoria e disturbare il loro sonno profondo, indagando così l’impatto che il povero sonno ha sulla neuroplasticità coinvolta nella pratica di nuovi movimenti.

I partecipanti non sapevano che la loro fase di sonno profondo era stata manomessa. Per loro, la qualità del loro sonno era più o meno la stessa in entrambe le occasioni.

Lo scarso sonno mantiene le sinapsi eccitate, blocca la capacità del cervello di apprendere

Successivamente, i ricercatori hanno valutato la capacità dei partecipanti di apprendere nuovi movimenti. Al mattino, le prestazioni di apprendimento dei soggetti erano al massimo, come previsto.

Tuttavia, con il passare della giornata, hanno continuato a commettere errori sempre più numerosi. Di nuovo, questo era previsto.

Dopo una notte di sonno ristoratore, l’efficienza di apprendimento dei partecipanti è aumentata di nuovo. Ma dopo la loro notte di sonno manipolato, la loro efficienza di apprendimento non è migliorata in modo significativo. Infatti, la mattina dopo una notte di sonno manipolato, le prestazioni dei partecipanti erano basse come la sera del giorno precedente.

Il motivo per cui questo accade, secondo i ricercatori, è che durante il sonno profondo manipolato, le sinapsi dei neuroni non “riposavano” come normalmente farebbero durante il sonno ristoratore.

Durante il giorno, le nostre sinapsi si eccitano come risposta agli stimoli che ci circondano. Durante il sonno, tuttavia, queste sinapsi si ripristinano e la loro attività “si normalizza”. Senza questo periodo di riparazione, le sinapsi rimangono estremamente eccitate per troppo tempo. Un tale stato inibisce la neuroplasticità, il che significa che imparare cose nuove non è più possibile.

“Nella regione cerebrale fortemente eccitata, l’efficienza dell’apprendimento era satura e non poteva più essere modificata, il che inibiva l’apprendimento delle abilità motorie”, spiega la co-protagonista Nicole Wenderoth, professore al Dipartimento di Scienze e Tecnologie della Salute all’ETH Zurigo.

Per garantire che localizzassero l’area del cervello destro responsabile del sonno profondo, i ricercatori hanno ripetuto l’esperimento assegnando lo stesso compito ma manipolando una diversa regione del cervello.

Ciò non ha comportato alcuna modifica delle prestazioni dei partecipanti.

Questa è la prima volta che uno studio ha dimostrato la connessione causale tra il sonno profondo e l’efficienza di apprendimento.

Reto Huber, professore all’Ospedale pediatrico universitario di Zurigo e di psichiatria infantile e adolescenziale all’UZH, commenta il significato dello studio:

“Abbiamo sviluppato un metodo che ci consente di ridurre la profondità del sonno in una certa parte del cervello e quindi di dimostrare la connessione causale tra sonno profondo ed efficienza di apprendimento […] Molte malattie si manifestano anche nel sonno, come l’ epilessia . il nuovo metodo, speriamo di essere in grado di manipolare quelle regioni cerebrali specifiche che sono direttamente connesse con la malattia “.

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