Sapevi che il cervello si restringe durante il sonno?

In ogni momento, ci piaccia o no, stiamo assorbendo nuove informazioni che cambiano il nostro cervello. In particolare, alcuni dei nostri neuroni si connettono con maggior forza, stabilendo delle sinapsi, dei segnali elettrici che sono alla base dell’apprendimento e della memoria.

Naturalmente, questo processo è limitato dal fatto che ha bisogno d’energia per mantenere tali connessioni. E dal momento che non disponiamo di così tanta energia, non possiamo rafforzare le nostre sinapsi a tempo indeterminato. In realtà è meglio così, perché se le sinapsi continuassero a rafforzarsi all’infinito i nostri neuroni raggiungerebbero uno stato di iperattività che potrebbe causare convulsioni o epilessia.

In teoria, il sistema potrebbe raggiungere il punto di saturazione totale in modo tale che non solo saremmo incapaci di imparare cose nuove, ma non riusciremmo neppure a decodificare gli stimoli ambientali.

Tuttavia, il nostro cervello ha un asso nella manica che gli permette di evitare questo problema: i neuroni sono in grado di ridurre le loro sinapsi in modo massivo, facendo in modo che la loro forza sia minore e consumino meno energia. E approfitta del momento migliore per farlo: quando siamo addormentati e ci scolleghiamo dal mondo.

Le sinapsi si indeboliscono per evitare un “sovraccarico” nel sistema neuronale

Ora un nuovo studio condotto presso l’Università del Wisconsin indica che durante il sonno le connessioni tra i neuroni regrediscono quasi del 20%. Mentre dormiamo, le sinapsi riposano e si preparano ad affrontare il nuovo giorno, quando riceveranno nuovi stimoli che permetteranno loro di consolidare i modelli neurali.

Questa regolazione è nota come “omeostasi sinaptica” e serve ai neuroni per trovare un equilibrio, soprattutto in quelle reti che potrebbero essere troppo cariche, evitandone il “surriscaldamento”. Si tratta di qualcosa di simile al sovraccarico che può verificarsi in un sistema elettrico.

Il sonno è il momento perfetto per la rinormalizzazione sinaptica perché, quando siamo svegli, ci sono sempre degli stimoli che catturano la nostra attenzione e attivano diverse aree del cervello, così quest’ultimo non riesce mai a rilassarsi completamente.

Secondo questi ricercatori, il sonno è il prezzo che dobbiamo pagare per imparare cose nuove. In effetti, studi precedenti avevano già visto che durante il sonno si produce un’attività complessa in alcune aree del cervello dato che non solo si consolida la memoria, i fatti vissuti durante il giorno, ma si sottrae anche impatto emotivo a questi e vengono cancellati tutti i dettagli meno importanti, facendo spazio nella memoria.

Il cervello protegge le connessioni più importanti

I ricercatori utilizzarono un nuovo microscopio elettronico attraverso il quale videro i piccoli cambiamenti che si verificano quando le sinapsi si espandono o si contraggono. Così scoprirono che poche ore di sonno possono causare una riduzione del 18% nelle dimensioni delle sinapsi.

Ma il dettaglio più interessante è che tale riduzione non riguarda allo stesso modo tutte le sinapsi. Solo l’80% delle connessioni sinaptiche si indeboliscono durante il sonno, il restante 20% corrisponde alle connessioni più forti che il cervello lascia intatte durante questo processo.

Le connessioni più forti corrispondono alle nostre abitudini più antiche e consolidate, gli apprendimenti più importanti e i nostri ricordi più preziosi. Quindi, in qualche modo il cervello capisce che queste informazioni non si possono perdere e, di conseguenza, queste connessioni non vengono esposte al processo di indebolimento.

Fonti:
Kuhn, M. et. Al. (2016) Sleep recalibrates homeostatic and associative synaptic plasticity in the human cortex. Nature Communications; 7: 12455.
Cirelli, C. (2013) Sleep and synaptic changes. Curr Opin Neurobiol; 23(5): 841–846.