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Perchè dormiamo? Il mistero del sonno
“Chi
è sveglio guarda a tutto il mondo, nel sonno ognuno si ripiega solo su sé
stesso”, così scriveva Eraclito di Efeso, che considerava il sonno una via di
mezzo tra la veglia e la morte. Il sonno è una delle più importanti
caratteristiche comportamentali dell’uomo e degli animali, ma non sappiamo
ancora perché il dormire sia una necessità: 25 secoli dopo Eraclito il sonno è infatti ancora uno dei grandi
misteri della Biologia. Si sa che il sonno inibisce le reazioni agli
stimoli ambientali, che produce segnali elettrici caratteristici nel cervello,
e che, a differenza degli svenimenti e del letargo, può essere facilmente
interrotto. Se lo si ostacola, l’uomo e gli animali sviluppano un “deficit” di
sonno, che cercano di compensare appena possibile con sonni più lunghi e più
intensi. Siccome la necessità di dormire è presente anche nelle mosche, negli scorpioni,
negli scarafaggi, è pensabile che il suo sviluppo risalga a più di
mezzo miliardo di anni fa.
I circuiti regolatori del
bisogno del sonno
Ma
come è nato il bisogno del sonno? Probabilmente dall’orologio interno
Notte/Giorno che in tutte le creature viventi accoppia il metabolismo e il
comportamento alla rotazione della Terra. L’orologio Notte/Giorno è presente
già nei semplici batteri. In noi ad esempio si manifesta rendendoci mortalmente
stanchi in pieno giorno ogni qualvolta superiamo alcune zone del fuso orario.
Il
nucleo centrale di questo orologio è un denso pacchetto di fibre e cellule
nervose nella profondità del nostro cervello, nel quale geni si attivano e
disattivano reciprocamente con una cadenza di 24,4 ore, regolando la produzione
degli ormoni del sonno. Questo “Orologio Centrale” ticchetta un po’ più
lentamente del ciclo Notte/Giorno, ma viene sincronizzato ogni giorno su un
ciclo di 24 ore da segnali luminosi dei nostri occhi. L’orologio Notte/Giorno
fa quindi sì che noi di note si dorma, e di giorno si sia attivi.
Le dimensioni e il formato del nostro bisogno di sonno sono però
controllati da un secondo circuito regolatore, del quale però sappiamo ancora
ben poco:
sappiamo però che questo decide che un neonato dorma fino a 17 ore al giorno,
che uno scolaro di 6 anni ne dorma da 9 ad 11, e che un adulto ne dorma in
media da 7 a
9. Nella vecchiaia il bisogno di sonno non diminuisce ulteriormente, ma il
sonno è generalmente più leggero, ed è spesso interrotto da periodi di veglia.
Siccome nella nostra società occidentale solo circa un adulto su due è
in grado di soddisfare completamente il bisogno di sonno, il deficit cronico di
sonno è frequente. Questo influenza la capacità di comunicare, di decidere, di
apprendere, e ha conseguenze sul metabolismo ormonale e sulla funzionalità del
sistema immunitario. Nelle api, ad esempio, la privazione del sonno porta a irregolarità
nella danza che indica alle compagne di alveare la direzione di volo verso la
sorgente di cibo, e negli uomini e negli animali il sonno assicura quello che
va sotto il nome di la vitalità. Nei ratti e nelle mosche due-tre settimane di
privazione del sonno portano a morte: gli animali sviluppano lesioni, e non si
nutrono più. Non vi sono però ancora indicazioni sicure che la privazione
prolungata del sonno sia mortale anche per l’uomo. Il bisogno di sonno varia
molto da uomo a uomo, e potrebbe essere regolato geneticamente: i gemelli
monovulari sono identici nella necessità di sonno e nel suo formato mentre i
gemelli biovulari non lo sono.
Solo
circa il 5% degli uomini funziona regolarmente con 6 ore di sonno. Qualche anno
fa si è però trovata una famiglia in cui sia la madre sia la figlia dormivano
solo 6,5 ore, mentre gli altri famigliari dormivano invece le 8 ore normali. E
si è scoperto che sia nella madre che nella figlia un gene, battezzato dai
ricercatori ”DEC2”, era modificato. In topi resi transgenici con l’inserimento
di questo gene umano modificato diminuiva il bisogno di sonno. Un gene simile
al DEC2 si è trovato anche nel moscerino della frutta, nel quale è un
componente dell’orologio Notte/Giorno. Da qui l’ipotesi avanzata dai
ricercatori secondo la quale il circuito regolatore della necessità di sonno si
sia sviluppato dall’orologio Notte/Giorno. Forse per i nostri lontani
progenitori biologici era vantaggioso poter aggirare, grazie a questo nuovo
circuito regolatore, la ferrea dittatura dell’orologio Notte/Giorno.
Ma il comportamento del sonno negli uomini e negli animali non è
controllato solo dal gene DEC2: molto probabilmente è regolato anche da
dozzine, o addirittura centinaia, di altri geni.
Due
di essi influenzano la trasmissione di segnali nei neuroni delle mosche. Se si
modificano o si distruggono, il bisogno di sonno delle mosche diminuisce, sino
al punto da scomparire del tutto.
La scoperta dei “Geni del Sonno” ha aperto
uno spiraglio nella porta che conduce al mistero del sonno, ma occorrerà ancora
molto tempo per individuare tutti i geni coinvolti, e per comprendere il loro
funzionamento. Ma la scienza è paziente: quando mette il piede in una
porta, non ne permette più la chiusura sino a quando l’avrà aperta del tutto,
per scoprire i segreti che racchiudeva. Gli animali marini e gli uccelli
dormono alternativamente solo con metà del cervello. Così le balene e i delfini
possono emergere anche durante il sonno per respirare, e alcuni uccelli
probabilmente “dormono” anche mentre volano: essi tengono aperto solo l’occhio
connesso con la metà del cervello che non dorme. E i delfini che “dormono”
deviano verso il centro del branco, forse per impedire che singoli individui lo
abbandonino andando incontro a pericoli.
Perchè?
La
maggior parte degli animali dorme però con entrambe le metà del cervello, ed è
quindi esposta a maggiori minacce. Ci si può chiedere perché mai l’evoluzione
non abbia eliminato questi comportamenti pericolosi. Può ad esempio essere che
durante il sonno il nostro cervello ricostituisca le reserve di energia? Si sa
infatti che il nostro cervello è l’organo più affamato di energia: per quanto
sia solo il 2% del peso corporeo, esso usa il 20% dell’energia del nostro
corpo. Ma nel sonno, durante il quale normalmente sogniamo e muoviamo continuamente
gli occhi dietro le palpebre chiuse, il nostro cervello non usa affatto meno
energia, ne usa anzi di più. Un’altra possibilità è che il cervello usi la fase
di sonno per eliminare residui metabolici dannosi accumulati durante la fase di
veglia.
Nel sonno, le distanze tra le
cellule nervose aumentano, il che potrebbe facilitare il “lavaggio” del
cervello da parte del liquor cerebro-spinale che circola tra le cellule.
Ma
la più interessante spiegazione del sonno propone che il cervello dormiente ripeta e consolidi quanto acquisito durante la
fase di veglia, eliminando al tempo stesso quanto di ciò che si é acquisito è
accessorio, non essenziale, per fare spazio a nuovi ricordi.
Quando
ci esponiamo a esperienze, o apprendiamo qualcosa, i nostri neuroni
stabiliscono connessioni che si rinforzano con ogni ripetizione dell’esperienza
o dell’apprendimento.
Quando ad esempio un ratto impara la via per uscire da un labirinto,
nel suo cervello centinaia di neuroni si scambiano segnali elettrici di un
certo ritmo, conservando così l’informazione. Quando il ratto dorme, gli stessi
neuroni ripetono continuamente il dialogo, e lo fanno in parte anche molto più
rapidamente che nella fase di veglia. Il mattino dopo, il ratto che ha dormito
ricorda quanto ha imparato, e trova la via d’uscita dal labirinto senza
difficoltà. Se invece lo si
sveglia durante la fase di consolidamento, dimentica la via. Sull’uomo
queste ricerche non sono ancora conclusive, ma ci dicono che il sonno permette
al nostro cervello di consolidare o eliminare nozioni acquisite durante la fase
di veglia.
Un’oscurità piena di mistero
E come stanno le cose con i nostri
sogni? Da sempre
essi ispirano le nostre fantasie, ma nascondono ancora oggi molti misteri. Come
è noto, Sigmund Freud aveva visto in essi la possibilità di esplorare
esperienze e desideri sconosciuti. Forse però essi nascono solo da segnali
elettrici nervosi casuali, che rappresentano circostanze ed eventi irrazionali
e fantastici, che il nostro cervello poi elabora per quanto possibile
costruendo storie dotate di un qualche senso. Il sonno è un luogo-rifugio
cui noi spesso aspiriamo quando lo stato di veglia ci mette sotto pressione.
E
la terra di nessuno tra sonno e veglia può per contrasto presentarci un mondo
meraviglioso, e promuovere associazioni illogiche, inaspettate, ma spesso anche
creative: può talvolta anche produrre idee nuove.
L’oscurità di questo
luogo-rifugio verrà rischiarata presto dalla luce della scienza? Il famoso
specialista del sonno William Dement ha espresso i suoi dubbi al riguardo con
queste parole: ”Per quanto ne so io, vi è un solo motivo sicuro per il nostro
bisogno di dormire: ci viene sonno”.
Probabilmente
il regno del sonno custodirà la sua oscurità ancora a lungo.
Gottfried Schatz
Biologia e biochimica
past president, Swiss Science and Technology Council (SSTC)
past president, Swiss Science and Technology Council (SSTC)
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