Sonno - fisiologia

Il sonno è un evento periodico, regolato dai cosiddetti ritmi circadiani nel quale un individuo perde, fisiologicamente, conoscenza e controllo della muscolatura volontaria. Durante le fasi di riposo il sistema nervoso entra in differenti stadi che ciclicamente si ripropongono fino al risveglio. Non è ancora chiaro perché il riposo sia un evento necessario né perché occupi la maggior parte della giornata; su questa linea, alcuni studi convergono su risultati differenti. Secondo alcune fonti, durante il riposo l'intero organismo ha la possibilità di allontanare dalle cellule i metaboliti di scarto e operare la riparazione delle strutture intracellulari.

Un dato certo è che senza il riposo l'organismo intero soffre. La privazione del sonno, indipendentemente dalla causa, ha un profondo effetto sulla fisiologia e sulla capacità delle cellule e dei tessuti di compiere i processi metabolici necessari per la sopravvivenza.

Fisiologia umana del sonno

Lo studio del sonno è un campo di notevole interesse sul quale convergono diversi studi e gruppi di ricerca. Nonostante gli sforzi compiuti, la maggior parte dei meccanismi che governano il riposo sono ancora sconosciuti. In particolare, non è ancora noto il motivo per il quale il cervello rimane attivo durante le ore di riposo e perché la privazione del sonno possa comportare squilibri fisiologici e mentali anche nel breve termine. Tuttavia, esistono alcune certezze che sono radicate nello studio dell'attività elettrica dei neuroni del sistema nervoso centrale, specialmente quelli appartenenti all'encefalo. Attraverso questi studi sono stati riconosciuti molti schemi che si ripetono durante il sonno. In particolare, l'attività elettrica del cervello permette di definire più fasi che si ripetono e sono simili per ogni individuo.

Fasi del sonno: REM e non REM

L'osservazione mediante l'elettroencefalogramma (EEG) e l'osservazione dei movimenti degli occhi, dei muscoli facciali e - in genere - dei muscoli degli arti, ha permesso di stabilire che il sonno è modulato in due differenti fasi. Partendo dalla veglia, è possibile distinguere il sonno non REM, derivante dalla fase 1, fase 2, fase 3, fase 4 e il sonno REM.

L'individuo, prima di addormentarsi, passa dapprima da uno stato di veglia attenta verso uno di veglia rilassata. Il sonno vero e proprio si colloca, in sequenza, tra le varie fasi non REM, fino a giungere al sonno REM dal quale, a ritroso, torna fino alla fase 1. La durata media di ogni ciclo è di 90 minuti, all'inizio distribuite in modo equo tra le quattro fasi non REM e il sonno REM; tuttavia, procedendo verso la mattina, predomina la fase REM.

Sonno non REM o sonno lento

Il sonno non REM è caratterizzato da onde lente, a bassa frequenza, la cui ampiezza aumenta in base alla fase. Le onde di fase 4, pertanto, sono apprezzabilmente più ampie rispetto alle onde di fase 1. La progressiva modifica dell'ampiezza delle onde si manifesta anche nel differente grado di assopimento dell'individuo. Durante la fase 1, o di assopimento, le onde sono appena percettibili e l'individuo è parzialmente cosciente. La fase 2, o di sonno leggero, è caratterizzata dall'aumento della grandezza delle onde che assumono particolari forme. Le onde, in questo frammento, prendono il nome di fusi sigma e complessi K. Nella terza fase, definita di sonno profondo, e nella quarta fase, definita di sonno molto profondo, le onde assumono la loro massima grandezza.

In queste quattro fasi, gli occhi sono immobili, i muscoli conservano il tono muscolare anche se sensibilmente diminuito. La possibilità di risveglio è molto bassa. La frequenza di respirazione, specialmente nelle fasi finali, diminuisce e, allo stesso modo, rallenta la frequenza del battito cardiaco.

Adenosina e sonno non REM

L'adenosina sembra essere direttamente coinvolta nella "segnalazione" e nell'attivazione della fase non REM. Il distretto anatomico che sembra abbia il compito di iniziare la fase non REM è la parte proencefalica del sistema nervoso. Sebbene non sia del tutto chiaro, è probabile che la caffeina, e altre molecole eccitanti, possano avere un ruolo attivo nell'inibizione del rilascio di adenosina e, di conseguenza, nel mantenimento di uno stato "sveglio" dell'individuo.

Sonno REM o sonno paradosso

Il sonno REM è un evento di transito che si colloca per circa 4 o 5 volte, tra le fasi 1-2-3-4 e, a ritroso, 4-3-2-1. Il termine REM, deriva dall'inglese Rapid Eye Movement (movimento rapido degli occhi), giacché i soggetti in fase REM muovono attivamente, sotto le palpebre, i propri occhi. Durante la fase REM diminuisce il tono muscolare, la respirazione diventa più veloce, la frequenza cardiaca aumenta e, dal punto di vista dell'attività, il cervello sembra essere particolarmente operativo ad eccezione del sistema limbico.

La fase REM è anche chiamata periodo del sonno paradosso, giacché l'individuo è più propenso a svegliarsi anche in assenza di stimoli esterni. Recenti studi, hanno dimostrato che un individuo, durante i periodi REM può svegliarsi fisiologicamente per riaddormentarsi, generalmente dopo pochi secondi, senza conservare ricordo.

Il ponte sembra mediare l'entrata nella fase REM, utilizzando come modulatore l'acetilcolina.

Sogni e sonno REM

A livello della fase REM, l'encefalo e i centri superiori producono numerosi sogni, generalmente di natura astratta e figurativa. Al risveglio, di tutti i sogni prodotti durante la notte, un individuo - generalmente - ricorda soltanto i sogni prodotti durante l'ultima fase REM prima del risveglio.

Sonno nel mondo animale

Gli animali dormono e riposano in modo diverso. Questa diversità deriva, con molta probabilità, dai processi di differenziazione e di speciazione che hanno permesso alle singole specie di adattarsi negli ambienti e negli ecosistemi di appartenenza. In alcuni mammiferi, tra i quali spiccano i delfini e le balene, il sonno assume un carattere di uniemisferico poiché si presenta, di volta in volta, in un singolo emisfero encefalico. In altre parole, in questi animali metà dell'encefalo rimane vigile mentre l'altra metà riposa.

Gli uccelli traggono un enorme vantaggio dal riposo uniemisferico poiché possono continuare a volare senza dover atterrare per risposarsi.

Sonno uniemisferico

Tra le tante diversità, il sonno uniemisferico rappresenta un punto di notevole interesse sia biologico sia etologico. Questo tipo di adattamento permette a un emisfero cerebrale di rallentare la propria attività mentre l'altro opera normalmente. In questo modo, molte delle attività vitale (comprese quelle di vigilanza su potenziali predatori) sono costantemente garantite. Oltre ai mammiferi elencati nel paragrafo precedente, questo particolare meccanismo si rileva anche in alcune specie di uccelli. Tramite la costante attività del sistema nervoso centrale risulta possibile compiere permanere in volo per molto più tempo senza, necessariamente, dover interrompere l'attività per riposare. La maggior parte degli uccelli migratori trae vantaggi dalla capacità del cervello di operare in modo asincrono.

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