Uno studio pubblicato sulla rivista scientifica "Nature"
prospetta una nuova ipotesi: le nozioni si organizzano di notte
Più si dorme, più si impara
Le notti magiche del cervello
di ELENA DUSI
i topi
Quelli addestrati in laboratorio a uscire da un labirinto, anche nel sonno mantengono in attività l'area cerebrale coinvolta: gli scienziati ne hanno dedotto
che sognano di uscire
gli uccelli
Nel sonno, ripassano e memorizzano le melodie imparate di giorno. L'attività elettrica del cervello, in alcune fasi del sonno, è uguale a quella prodotta durante il canto diurno
I delfini
Fanno riposare un emisfero del cervello alla volta. Così l'altro è sempre in funzione per nuotare, cercare il cibo ed evitare i pericoli. È uno dei sonni migliori presenti in natura
i moscerini
Anche i moscerini della frutta a una certa ora si sentono stanchi, ma bastano poche gocce di caffè a tenerli svegli più a lungo. Salvo ritrovarli il giorno dopo assonnati, irritabili e aggressivi
ROMA - A cosa serve dormire? A riposare, si direbbe. Ma è una risposta troppo generica. Secondo le teorie più recenti, il sonno contribuirebbe a rafforzare i circuiti della memoria. Ma come questi circuiti funzionino, e cosa accada loro esattamente durante la notte, rimane ancora un mistero. Sulla rivista scientifica Nature viene proposta una nuova ipotesi. Gli autori sono tre italiani (Lice Ghilardi, Marcello Massimini e Giulio Tononi) e uno svizzero (Reto Huber) che lavorano per l'università del Wisconsin. Il sonno, secondo loro, servirebbe a "fare pulizia" di tutte le conoscenze inutili acquisite durante il giorno, a riordinare gli stimoli che abbiamo ricevuto e a selezionare le esperienze vissute. Da svegli impariamo nozioni, movimenti e procedure. E tutto questo si traduce in un cambiamento reale, fisico, nel nostro cervello, che grazie alla sua plasticità è in grado di creare continuamente nuove connessioni fra neuroni.
"Il peso dell'esperienza" esiste veramente, e gli autori della ricerca scientifica lo hanno misurato grazie a un elettroencefalogramma tanto preciso da poter rilevare l'attività elettrica del cervello con la risoluzione di un centimetro. Lo strumento che usiamo per liberarci da questo "peso dell'esperienza" sarebbe il sonno. La dimostrazione? Secondo Lice Ghilardi: "Più aumenta l'attività di apprendimento, più c'è bisogno di dormire".
A Madison, dove i neurobiologi lavorano, un gruppo di volontari è stato sottoposto a un test studiato ad hoc per misurare il lavoro svolto da una determinata area del cervello durante il giorno, e la conseguente azione di "pulizia" messa in atto durante la notte. Si partiva da un semplice videogioco. Una pallina si muoveva sullo schermo di un computer, e i volontari dovevano inseguirla con un cursore manovrato da un mouse. In alcuni casi però c'era un trucco: il mouse si muoveva in una direzione, ma il cursore seguiva una direzione leggermente diversa, deviata di quindici gradi. Troppo poco perché i volontari ne avessero coscienza. Abbastanza però per mettere in funzione un'area del cervello dell'emisfero destro deputata alla coordinazione fra occhio e mano.
Dopo tre quarti d'ora di gioco, arrivava il momento di andare a dormire. E qui entravano in gioco i 256 elettrodi applicati sulla testa dei volontari. L'area della coordinazione occhio-mano, quella sollecitata durante il gioco con il mouse truccato - e solo quella - continuava a mostrare un'attività elettrica superiore al normale anche con la testa sul cuscino. "In quel momento - spiega Massimini - il sonno stava ricalibrando i miliardi e miliardi di connessioni fra neuroni che erano state sollecitate durante la veglia, e che in generale sono responsabili della nostra capacità di apprendere e ricordare". Altro che riposare. "Proprio nelle aree sollecitate dal gioco - prosegue Massimini - le onde lente prodotte dal sonno diventavano molto più ampie".
L'attività notturna di riorganizzazione delle connessioni fra neuroni non serve solo a liberare il cervello dalle esperienze inutili, a renderlo quindi più agile e leggero. Ma anche a far risaltare le esperienze utili. Dopo una buona dormita, il punteggio realizzato al videogioco era infatti dell'11 per cento circa più alto rispetto alla sera precedente. Mentre un altro gruppo di volontari che aveva iniziato a giocare la mattina e si era ripetuto la sera - senza dormire nel frattempo - non aveva effettuato nessun miglioramento. "Questi risultati - conclude Massimini - rivelano alcuni dati fondamentali sul sonno. Se una parte del cervello impara, deve dormire di più. E tanto maggiore sarà l'intensità del sonno, tanto migliori saranno le nostre prestazioni il giorno successivo.
Le onde elettriche prodotte dormendo servono a ricalibrare (a "far dimagrire") le connessioni fra neuroni rafforzate (ingrassate) durante la veglia. Spazzano via dai circuiti cerebrali le scorie e le imprecisioni che l'apprendimento porta con sé. Grazie a questo processo di ricalibrazione, la mattina ci svegliamo con un cervello più leggero e più preciso".
Massimini, Maria Felice Ghilardi e Giulio Tononi (al loro articolo Nature dedica la copertina) lavorano negli Usa rispettivamente da due, diciotto e tredici anni. "No, nessuna cattiva esperienza in Italia. Qui potevamo trovare opportunità migliori" spiega Tononi. "Il mio primo amore - aggiunge - sono gli studi sulla coscienza. E gli Stati Uniti sono all'avanguardia in questo campo".
Repubblica 1.7.04
L'INTERVISTA
Giulio Tononi, docente di psichiatria all'università del Wisconsin e coordinatore della ricerca
"Il sonno fissa i ricordi utili e fa pulizia nella memoria"
Dormire serve proprio a questo: far dimagrire il cervello eliminando le cose inutili e farlo ripartire più snello
(e. d.)
ROMA - «Tutti gli animali dormono, dal moscerino della frutta ai delfini. Il sonno ha una funzione universale per la vita degli animali». Quale sia questa funzione, però, ancora non è chiaro. Giulio Tononi, che insegna psichiatria all´università del Wisconsin, è il coordinatore della ricerca di Nature. «Tante ipotesi sono state suggerite. Forse il sonno serve a consolidare i ricordi, o forse a tenerci lontano dai guai durante la notte».
La vostra idea?
«I neuroni dialogano continuamente l´uno con l´altro. E quando dialogano, formano delle connessioni tra loro. Queste connessioni sono tanto più forti e numerose quanto più siamo concentrati o ci stiamo sforzando di imparare qualcosa di nuovo. Il risultato: alla fine della giornata, quando abbiamo visto, sentito e fatto molte cose nuove, il nostro cervello si è modificato. Approssimativamente, possiamo dire che tra la mattina e la sera le connessioni fra neuroni si irrobustiscono di un buon 20-30 per cento».
Non è una crescita straordinaria?
«In realtà si tratta di un problema, per il cervello. Da solo quest´organo consuma circa il 20 per cento dell´energia del corpo. Ci sono anche problemi di spazio, perché la scatola cranica è un ambiente molto affollato di cellule. Come si può pensare di sostenere una crescita del 20-30 per cento tutti i giorni? Occorre fare pulizia e razionalizzare lo spazio eliminando le connessioni inutili. E noi crediamo che il sonno serva proprio a questo: a far dimagrire il cervello e a farlo ripartire più agile e snello il mattino dopo».
Che cosa vuol dire dimagrire, per un cervello?
«Eliminare le connessioni inutili. Quel rumore di fondo che ci accompagna durante la giornata va eliminato, insieme a tutte le esperienze che non vale la pena di portare con sé nel futuro. Il meccanismo esatto con cui la razionalizzazione delle connessioni avvenga non è chiaro. Ma siamo riusciti a dimostrare che l´attività del cervello durante la notte è più intensa nelle aree che durante il giorno sono state impegnate in un compito di apprendimento. In quell´area dove si sono formate molte nuove connessioni, è più importante riportare un po´ di ordine».
Il bisogno di sonno quindi è legato all´apprendimento. Questo potrebbe spiegare come mai i bambini (i cuccioli in generale) hanno più bisogno di dormire ore rispetto ad adulti e anziani?
«Se la nostra ipotesi è giusta, la spiegazione è proprio questa. Ancor prima che i cuccioli aprano gli occhi, iniziano ad apprendere moltissime cose, e il loro cervello si modifica in maniera tumultuosa. Per regolare questo gran numero di nuove connessioni occorrono più ore di sonno».
Diventare bravi al vostro videogioco vuol dire creare molte nuove connessioni, quindi potenziare il cervello. Ma questo potenziamento sarà utile anche per altre attività, magari più importanti?
«Difficile rispondere. Probabilmente alcune connessioni si adattano a molti usi, altre no. Non credo che il nostro gioco si riveli molto utile per la vita di tutti i giorni».
