Il sonno riordina il cervello e favorisce l'apprendimento

Una nuova teoria a riguado dei benefici del sonno per il cervello, che prende le mosse dai moscerini della frutta, e' stata pubblicata su Science. I ricercatori dell'Universita' Washington di St. Louis hanno trovato le prove che il sonno, gia' riconosciuto come ricognitore e promotore della memoria a lungo termine, aiuta a mantenere pulite ''le stanze del cervello'' destinate ad ospitare le nuove informazioni apprese.
La domanda critica e':
''Come si modificano nel sonno molte cellule nervose, sinapsi o giunture che comunicano tra loro?''
I neurologi credono che la creazione di nuove sinapsi e' un mezzo chiave con cui il cervello codifica le informazioni contenute nella memoria e quelle relative al materiale appreso durante il corso della veglia, ma questo processo, ovviamente, non puo' rimanere invariato.
"Ci sono un numero di ragioni che ci spiegano perche' il cervello non puo' creare un numero indefinito di sinapsi, considerando anche il limitato spazio nel cranio" dice il Dott. Paul Shaw, autore della ricerca e assistente professore di Neurobiologia all'Universita' Washington di St. Louis. ''Siamo stati in grado di tracciare la creazione di nuove sinapsi nei moscerini della frutta durante le nuove esperienze di apprendimento, ed abbiamo visto che il sonno ne elimina un certo numero".
Gli scienziati non sanno ancora come le sinapsi vengono eliminate. Secondo la loro teoria, solo le connessioni meno importanti sono spazzate via, mentre connessioni che codificano importanti informazioni sono mantenute.
Molti aspetti del sonno dei moscerini sono simili al sonno umano; per esempio, i moscerini e gli umani deprivati del sonno di un giorno proveranno a recuperare molte delle ore perse il giorno seguente. Siccome il cervello degli esseri umani e' molto piu' complesso, il Dott. Shaw ha usato i moscerini della frutta per rispondere alle domande circa sonno e memoria.
Tutti sanno che il sonno e' promotore dell'apprendimento, ma tre anni fa il Dott. Shaw dimostro' il contrario rivelando che l'apprendimento aumenta i bisogni di sonno nei moscerini della frutta. In un numero del giornale Science del 2006 che pubblico' lo studio, il Dott. Shaw ed i suoi colleghi presentarono due separati esperimenti, ogniuno dei quali forniva al cervello del moscerino della frutta un allenamento diverso, incrementano il bisogno di sonno.
Il primo esperimento e' stato ispirato da una ricerca sugli essere umani in relazione all'arricchimento dell'ambiente sociale per migliorare memoria ed altre funzioni cerebrali. Gli scienziati hanno scoperto che i moscerini cresciuti in un ambiente sociale "allargato" (un tubo pieno di altri moscerini) dormono approssimativamente 2-3 ore di piu' dei moscerini cresciuti in solitudine.Nel secondo, i ricercatori, esposero i maschi della specie alle femmine, ma con un trucco; erano presenti sia femmine gia' accoppiate sia maschi modificati geneticamente in grado di emettere feromoni femminili. Tutte le mosche, cosi', rifiutarono i tentativi di accoppiamento delle mosche test. Le mosche test furono allora mantenute in isolamento per due giorni ed esposti anche alle femmine recettive. Le mosche test che ricordavano i precedenti fallimenti non provarono ad avvicinarsi nuovamente a quelle da cui avevano ricevuto un rifiuto; questi moscerini, inoltre avevano dormito di piu'. I ricercatori conclusero che queste mosche codificarono le momorie delle loro precedenti esperienze, e questo prova piu' direttamente il legame tra sonno e nuove memorie.
Gli scienziati rifecero questi test per uno studio nuovo, ma questa volta usarono mosche geneticamente modificate per cercare il piu' possibile di tracciare lo sviluppo delle nuove sinapsi e le giunzioni con le quali le cellule cerebrali comunicano.
''La piu' grande sorpresa fu che delle 200,000 cellule cerebrali dei moscerini della frutta solo 16 furono coinvolte nella formazione delle nuove memorie" dice il primo autore della ricerca Dott. Jeffrey Donlea. ''Questi sedici neuroni ventro-laterali, fanno parte del circuito circadiano che permette al cervello delle mosche di performare certi comportameti in paritcolari ore del giorno."
Quando i moscerini dormono, il numero di sinapsi, formatesi durante l'arricchimento sociale a cui sono stati esposti durante le ore del giorno, diminuisce. Quando i ricercatori deprivano loro del sonno, questo non avviene.
Il dott. Donlea identifico' tre geni essenziali da cui dipende il legame tra apprendimento e incremento dei bisogni di sonno. I moscerini mancanti di uno di questi geni non ebbe l'incremento dei bisogni di sonno dopo l'arricchimento sociale o dopo la prova di accoppiamento.
Uno di questi tre geni e' equivalente a quello umano conosciuto come il gene SRF. Gli scienziati hanno precedentente collegato questo gene alla plasticita' cerebrale, intesa come cambiamenti cerebrali che includono apprendimento e memoria e la generale abilita' del cervello di ricostruire le connessioni neurali per adattarsi alle lesioni o per necessita' di modificarle.
Il nuovo studio dimostra che il gene SRF potrebbe offrire un importante vantaggio agli scienziati sullo studio della plasticita' cerebrale: sfortunatamente gli altri geni connessi con la plasticita' non sono associati alla sopravvivenza delle cellule.
''Questo potrebbe essere di importante aiuto per i nostri sforzi sullo studio della plasticita' del cervello, in quanto ci porterebbe a escludere un elevato numero di fattori che potrebbero generare confusione'' dice il co-autore della ricerca Naren Ramanan, assistente professore di Neurobiologia. "Possiamo alterare l'attivita' del gene SRF e non temere se i cambiamenti delle funzioni cerebrali sono dovuti alla plasticita' neurale o alla rimozione di cellule''.
Il prof. Shaw pianifica future ricerche in merito al legame tra memoria e sonno, includendo anche studi su come, l'incremento delle sinapsi, induce maggior bisogno di sonno.
''Giusto adesso un sacco di persone sono spaventate per il loro lavoro e la loro personale economia, e alcune non hanno alcun dubbio che perderanno il sonno a causa di queste problematiche.'' dice il prof. Shaw. ''Questi risultati suggeriscono, invece, che la migliore cosa da fare e' assicurarsi di essere attenti e vigili e, per aumentare la probabilita' di mantenere il posto di lavoro, la priorita' e' concedersi le sufficienti ore di sonno.''

Fonte: http://www.medicalnewstoday.com/articles/145011.php