Riepilogo: Due studi dell’Università del Michigan dimostrano che la privazione del sonno ha un impatto sui neuroni dell’ippocampo e sulla riattivazione della memoria. La ricerca ha scoperto che durante il sonno, specifici neuroni nell’ippocampo si riattivano e riproducono esperienze, cruciali per la formazione della memoria. La privazione del sonno sopprime questa riattivazione e riproduzione, compromettendo il consolidamento della memoria. Anche dopo aver recuperato il sonno, i livelli di riattivazione non si riprendono mai completamente, evidenziando l’importanza di un sonno adeguato per un’efficace elaborazione della memoria.
Punti chiave:
- La privazione del sonno sopprime la riattivazione e la riproduzione dei neuroni dell’ippocampo, che sono cruciali per la formazione della memoria.
- Un sonno adeguato è essenziale per la corretta riattivazione e aggiornamento dei ricordi, come evidenziato dalla maggiore attività dei neuroni durante il sonno rispetto alla privazione del sonno.
- Recuperare il sonno dopo la privazione non ripristina completamente la riattivazione e la riproduzione compromessa dei neuroni, indicando effetti negativi duraturi sull’elaborazione della memoria.
Due nuovi studi dell’Università del Michigan rivelano il ruolo del sonno nella formazione della memoria, dimostrando che la privazione del sonno ostacola la riattivazione e la riproduzione dei ricordi nel cervello.
Immagina di essere uno studente, è la settimana degli esami finali e ti stai preparando per un esame importante: fai una notte intera o ti riposi un po'? Come sanno molte persone con gli occhi intontiti che fissano un test con lo sguardo assente, la mancanza di sonno può rendere straordinariamente difficile conservare le informazioni.
Gli studi scoprono perché ciò accade e cosa accade nel cervello durante il sonno e la privazione del sonno per favorire o danneggiare la formazione dei ricordi.
Neuroni specifici possono essere sintonizzati su stimoli specifici.
Attività neuronale durante il sonno
Ad esempio, i ratti in un labirinto avranno neuroni che si attivano quando l’animale raggiunge punti specifici nel labirinto. Questi neuroni, chiamati neuroni di luogo, sono attivi anche nelle persone e aiutano le persone a orientarsi nel loro ambiente.
Ma cosa succede durante il sonno?
“Se quel neurone risponde durante il sonno, cosa puoi dedurre da ciò?” dice Kamran GiustoPhD, professore associato di Anestesiologia presso la UM Medical School, in un comunicato.
Uno studio, riassunto nel e guidato da Diba e dall'ex studente laureato Kourosh Maboudi, PhD, esamina i neuroni nell'ippocampo, una struttura a forma di cavalluccio marino nelle profondità del cervello coinvolta nella formazione della memoria, e ha scoperto un modo per visualizzare la sintonizzazione dei modelli neuronali associati a una posizione mentre un animale dormiva.
Onde taglienti e memoria
Un tipo di attività elettrica chiamata increspature ad onde acute emana dall'ippocampo ogni paio di secondi per un periodo di molte ore durante gli stati di riposo e il sonno. I ricercatori sono rimasti incuriositi da quanto siano sincrone le increspature e da quanto lontano viaggiano, apparentemente per diffondere informazioni da una parte all’altra del cervello.
Si ritiene che queste attivazioni consentano ai neuroni di formare e aggiornare i ricordi, compresi quelli del luogo.
Per lo studio, il team ha misurato l'attività cerebrale di un ratto durante il sonno, dopo che il topo aveva completato un nuovo labirinto. Usando un tipo di inferenza statistica chiamata apprendimento bayesiano, sono stati per la prima volta in grado di tracciare quali neuroni avrebbero risposto a quali punti del labirinto.
“Diciamo che un neurone preferisce un certo angolo del labirinto. Potremmo vedere quel neurone attivarsi con altri che mostrano una preferenza simile durante il sonno. Ma a volte i neuroni associati ad altre aree potrebbero coattivarsi con quella cellula. Abbiamo poi visto che quando lo rimettevamo nel labirinto, le preferenze di posizione dei neuroni cambiavano a seconda delle cellule con cui si attivavano durante il sonno”, afferma Diba in un comunicato.
Il metodo consente loro di visualizzare la plasticità o la deriva rappresentazionale dei neuroni in tempo reale.
Effetti della privazione del sonno sui neuroni
Fornisce inoltre ulteriore supporto alla teoria di lunga data secondo cui la riattivazione dei neuroni durante il sonno è parte del motivo per cui il sonno è importante per i ricordi.
Data l'importanza del sonno, il team di Diba ha voluto osservare cosa accade nel cervello nel contesto della privazione del sonno.
Nel secondo studio, anch'esso pubblicato in il team, guidato da Diba e dall'ex studente laureato Bapun Giri, PhD, ha confrontato la quantità di riattivazione dei neuroni – in cui i neuroni che si attivavano durante l'esplorazione del labirinto si attivano di nuovo spontaneamente a riposo – e la sequenza della loro riattivazione (quantificata come replay), durante il sonno rispetto alla perdita di sonno.
Hanno scoperto che i modelli di attivazione dei neuroni coinvolti nella riattivazione e nella riproduzione dell'esperienza del labirinto erano più elevati durante il sonno rispetto alla privazione del sonno. La privazione del sonno corrispondeva a un tasso simile o più elevato di increspature di onde acute, ma onde di ampiezza inferiore e increspature di potenza inferiori.
Compromissione della memoria a lungo termine
“In quasi la metà dei casi, tuttavia, la riattivazione dell'esperienza del labirinto durante le increspature delle onde acute è stata completamente soppressa durante la privazione del sonno”, afferma Diba in un comunicato.
Quando i ratti privati del sonno riuscivano a recuperare il sonno, mentre la riattivazione aumentava leggermente, non raggiungeva mai quella dei ratti che dormivano normalmente. Inoltre, la riproduzione era similmente compromessa ma non veniva recuperata quando veniva riacquistato il sonno perduto.
Poiché la riattivazione e la riproduzione sono importanti per la memoria, i risultati dimostrano gli effetti dannosi della privazione del sonno sulla memoria. Il team di Diba spera di continuare a studiare la natura dell'elaborazione della memoria durante il sonno, il motivo per cui è necessario riattivarla e gli effetti della pressione del sonno sulla memoria.
