Il sonno è molto più che un semplice riposo passivo. Si tratta di un processo complesso e attivo in cui il cervello attraversa diverse fasi, ognuna delle quali ha la propria impronta fisiologica. Una di queste fasi è il sonno con movimenti oculari rapidi, caratterizzato da sogni vividi, movimenti oculari rapidi e paralisi temporanea del corpo.
Questa fase fa parte di un ciclo di 90-110 minuti. L’adulto medio completa questo ciclo da quattro a sei volte per notte. Non è esclusivo degli esseri umani. I ricercatori hanno osservato attività di tipo REM in altri mammiferi, uccelli, alcuni rettili e persino alcuni invertebrati. Tuttavia, il ruolo specifico di questa fase nello sviluppo e nella memoria varia notevolmente tra le specie.
Negli esseri umani, il sonno REM costituisce circa il 20-25% del sonno notturno di un adulto. Ciò è ancora più importante per i bambini, a cui è dedicato oltre il 50% del tempo dedicato al sonno. Con l’avanzare della notte, la struttura di questa fase cambia. Il periodo REM iniziale è breve e dura solo circa 10 minuti. Entro l’ultimo episodio della notte, gli episodi possono durare fino a 60 minuti. Durante questo periodo, il cervello diventa selettivo. Inibisce la risposta alla maggior parte degli input sensoriali. I genitori stanchi potrebbero non essere in grado di svegliarsi con rumori forti. Tuttavia, il suono speciale del pianto del bambino penetra rapidamente in questo filtro.
Il paradosso del sogno lucido
Se osservi l’attività cerebrale di una persona durante il sonno REM, noterai cose sorprendenti. Le registrazioni dell’elettroencefalogramma (EEG) mostrano onde beta di bassa ampiezza e alta frequenza. Queste onde sono le stesse che si vedono quando una persona è sveglia e vigile. Questo è il motivo per cui gli scienziati a volte chiamano il sonno REM “sonno paradossale”.
Quando la corteccia cerebrale è attiva, altre parti del cervello si comportano diversamente. L’ippocampo, una regione importante per l’elaborazione della memoria e la navigazione spaziale, produce onde theta di elevata ampiezza. Queste esplosioni ritmiche sono diverse dal rumore di fondo delle altre fasi del sonno.
Anche gli occhi si muovono. Anche se sono chiusi, si muovono secondo schemi instabili e imprevedibili. I ricercatori ritengono che questi movimenti riflettano i movimenti che si verificano nei sogni. Questa correlazione è stata osservata anche nei topi. Quando i ricercatori hanno osservato le cellule cerebrali degli animali responsabili dei movimenti oculari e dell’orientamento della testa, hanno trovato una connessione diretta. L’attivazione di queste cellule cerebrali predice la direzione del movimento oculare. È interessante notare che questa specifica attivazione della corteccia visiva durante il sonno REM non si verifica se la persona sveglia semplicemente chiude gli occhi e muove gli occhi.
Il corpo va offline
Forse la caratteristica più notevole di questa fase è l’atonia. Questa è una paralisi temporanea dei muscoli scheletrici. Non colpisce tutti i muscoli del corpo. I muscoli che controllano la respirazione e i movimenti oculari rimangono attivi. Tuttavia, i muscoli che sostengono il peso e il movimento smettono di funzionare.
La teoria principale è che questa paralisi sia un meccanismo di sicurezza. Impedisce fisicamente alla persona addormentata di realizzare i propri sogni. Senza di esso, sognare di correre può effettivamente portarti a sbattere contro un muro.
La prova di ciò viene da sogni vividi riportati da persone che si svegliavano durante il sonno REM. Se ti svegli a questo punto, i tuoi sogni sono solitamente lucidi e guidati da una trama. Oltre alla paralisi, si verificano altri cambiamenti nel corpo. La regolazione della temperatura corporea varia. Il consumo di ossigeno aumenta. La respirazione diventa irregolare. Fluttuazioni della pressione sanguigna. Aumentano anche i livelli di acetilcolina, un neurotrasmettitore coinvolto nel consolidamento della memoria.
A cosa serve il sonno REM?
Lo scopo esatto del sonno REM è ancora controverso. Esiste una forte ipotesi che ciò sia correlato allo sviluppo del cervello. I neonati entrano direttamente nel sonno REM, saltando la fase del movimento oculare profondo non rapido (NREM) che gli adulti sperimentano per la prima volta. Questo schema continua fino a circa 3 mesi di età, quando il ritmo circadiano inizia a stabilizzarsi. All’età di 2 anni, la percentuale di tempo trascorso nel sonno REM scende al livello degli adulti.
Anche la memoria e l’apprendimento possono essere coinvolti in questa fase. L’attività delle onde theta nell’ippocampo supporta questa idea. Negli studi sui topi, il blocco di queste onde specifiche ha ridotto la ritenzione della memoria. Ciò suggerisce che il cervello utilizza il tempo REM per elaborare e archiviare le esperienze della giornata.
Chi controlla l’interruttore?
La regolazione del sonno REM prevede il coordinamento di diverse aree cerebrali. Il nucleo soprachiasmatico (SCN) è situato nell’ipotalamo e funge da orologio principale. Controlla i ritmi circadiani e determina quando inizia il sonno REM durante il ciclo diurno e notturno.
Il ponte è la parte del tronco cerebrale che avvia lo stato REM. Alcune aree del ponte regolano l’atonia e i rapidi movimenti oculari. Allo stesso tempo, il talamo blocca le informazioni sensoriali provenienti dall’ambiente e mantiene isolato il dormiente. Il neurotrasmettitore GABA rilasciato dall’ipotalamo anteriore inibisce le aree del cervello associate all’eccitazione. Allo stesso tempo, l’ippocampo e l’amigdala diventano molto attivi, aiutando a controllare il contenuto emotivo dei sogni e gli aspetti della memoria.
Quando le cose vanno male
I disturbi del sonno REM possono rivelare quanto sia vulnerabile questo sistema. I problemi si verificano spesso nelle persone con depressione, abuso di droghe, abuso di alcol o disturbi del ritmo circadiano. La diagnosi solitamente include la polisonnografia. Questo test monitora le onde cerebrali, i livelli di ossigeno, i movimenti degli occhi e del corpo, la frequenza cardiaca e la respirazione durante il sonno.
La narcolessia è una malattia che sconvolge questo equilibrio. Le persone affette da narcolessia spesso entrano nel sonno REM troppo rapidamente, saltando le fasi profonde e riparatrici del sonno NREM. Ciò può portare ad affaticamento cronico e, in alcuni casi, a brevi periodi di sonno REM durante il giorno. Queste persone spesso sviluppano anche un’atonia chiamata cataplessia.
Un’altra condizione è il disturbo comportamentale del sonno REM (RBD). In RBD, il meccanismo di paralisi non funziona. Le persone non stanno più ferme, stanno realizzando i loro sogni. Potrebbero calciare, urlare o addirittura darti un pugno nel sonno. Questo è diverso dal sonnambulismo, che si verifica durante la fase NREM. L’RBD desta particolare preoccupazione perché spesso è un indicatore precoce di malattie neurodegenerative. Gli studi hanno dimostrato un forte legame tra RBD e lo sviluppo di malattie come il morbo di Parkinson e varie forme di demenza.
Il confine tra il sonno e l’essere svegli è poroso. Durante il sonno REM il cervello è attivo, gli occhi si muovono e il corpo è immobile. È uno stato di caos controllato. Comprendere come funziona questa fase e cosa succede quando viene interrotta fornisce indizi su come il cervello si mantiene, elabora le emozioni e si prepara per il giorno successivo.
