Anatomia del sonno
Fasi del sonno
Meccanismi del sonno
Di quanto sonno hai bisogno?
Sognare
Il ruolo dei geni e dei neurotrasmettitori
Tracciare il sonno attraverso la tecnologia intelligente
Consigli per dormire bene
Speranza attraverso la ricerca
Dove posso trovare più informazioni?
Introduzione
Il sonno è una parte importante della tua routine quotidiana – ci passi circa un terzo del tuo tempo. Un sonno di qualità – e l’ottenimento di una quantità sufficiente al momento giusto – è essenziale per la sopravvivenza come il cibo e l’acqua. Senza sonno non puoi formare o mantenere i percorsi nel tuo cervello che ti permettono di imparare e creare nuovi ricordi, ed è più difficile concentrarsi e rispondere rapidamente.
Il sonno è importante per una serie di funzioni del cervello, compreso il modo in cui le cellule nervose (neuroni) comunicano tra loro. Infatti, il tuo cervello e il tuo corpo rimangono notevolmente attivi mentre dormi. Recenti scoperte suggeriscono che il sonno svolge un ruolo di pulizia che rimuove le tossine nel tuo cervello che si accumulano mentre sei sveglio.
Tutti hanno bisogno di dormire, ma il suo scopo biologico rimane un mistero. Il sonno influenza quasi ogni tipo di tessuto e sistema nel corpo – dal cervello, cuore e polmoni al metabolismo, alla funzione immunitaria, all’umore e alla resistenza alle malattie. La ricerca mostra che una mancanza cronica di sonno, o un sonno di scarsa qualità, aumenta il rischio di disturbi tra cui la pressione alta, le malattie cardiovascolari, il diabete, la depressione e l’obesità.
Il sonno è un processo complesso e dinamico che influenza il tuo funzionamento in modi che gli scienziati stanno cominciando a capire. Questo opuscolo descrive come il tuo bisogno di dormire è regolato e cosa succede nel cervello durante il sonno.
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Anatomia del sonno
Diverse strutture nel cervello sono coinvolte nel sonno.
L’ipotalamo, una struttura grande come una nocciolina nel profondo del cervello, contiene gruppi di cellule nervose che agiscono come centri di controllo che influenzano il sonno e l’eccitazione. All’interno dell’ipotalamo si trova il nucleo soprachiasmatico (SCN) – gruppi di migliaia di cellule che ricevono informazioni sull’esposizione alla luce direttamente dagli occhi e controllano il ritmo comportamentale. Alcune persone con danni al SCN dormono in modo irregolare durante il giorno perché non sono in grado di far coincidere i loro ritmi circadiani con il ciclo luce-buio. La maggior parte dei ciechi mantiene una certa capacità di percepire la luce e sono in grado di modificare il loro ciclo sonno/veglia.
Il tronco cerebrale, alla base del cervello, comunica con l’ipotalamo per controllare le transizioni tra veglia e sonno. (Le cellule che favoriscono il sonno nell’ipotalamo e nel tronco cerebrale producono una sostanza chimica cerebrale chiamata GABA, che agisce per ridurre l’attività dei centri di eccitazione nell’ipotalamo e nel tronco cerebrale. Il tronco cerebrale (specialmente il ponte e il midollo) ha anche un ruolo speciale nel sonno REM; invia segnali per rilassare i muscoli essenziali per la postura del corpo e i movimenti degli arti, in modo che non recitiamo i nostri sogni.
Il talamo agisce come un relè per le informazioni dai sensi alla corteccia cerebrale (la copertura del cervello che interpreta ed elabora le informazioni dalla memoria a breve e lungo termine). Durante la maggior parte delle fasi del sonno, il talamo diventa tranquillo, permettendo di sintonizzare il mondo esterno. Ma durante il sonno REM, il talamo è attivo, inviando alla corteccia immagini, suoni e altre sensazioni che riempiono i nostri sogni.
La ghiandola pineale, situata all’interno dei due emisferi del cervello, riceve segnali dal SCN e aumenta la produzione dell’ormone melatonina, che aiuta ad addormentarsi quando le luci si abbassano. Le persone che hanno perso la vista e non possono coordinare il loro ciclo naturale di veglia e sonno usando la luce naturale possono stabilizzare i loro modelli di sonno prendendo piccole quantità di melatonina alla stessa ora ogni giorno. Gli scienziati credono che i picchi e le valli di melatonina nel tempo siano importanti per far corrispondere il ritmo circadiano del corpo al ciclo esterno di luce e buio.
Il proencefalo basale, vicino alla parte anteriore e inferiore del cervello, promuove anche il sonno e la veglia, mentre parte del mesencefalo agisce come sistema di risveglio. Il rilascio di adenosina (un sottoprodotto chimico del consumo di energia cellulare) dalle cellule del prosencefalo basale e probabilmente di altre regioni favorisce la spinta al sonno. La caffeina contrasta la sonnolenza bloccando le azioni dell’adenosina.
L’amigdala, una struttura a forma di mandorla coinvolta nell’elaborazione delle emozioni, diventa sempre più attiva durante il sonno REM.
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Fasi del sonno
Ci sono due tipi fondamentali di sonno: il sonno REM (rapid eye movement) e il sonno non-REM (che ha tre fasi diverse). Ognuno è legato a specifiche onde cerebrali e attività neuronali. Si passa attraverso tutte le fasi del sonno non-REM e REM diverse volte durante una notte tipica, con periodi REM sempre più lunghi e profondi verso la mattina.
Lo stadio 1 del sonno non REM è il passaggio dalla veglia al sonno. Durante questo breve periodo (che dura alcuni minuti) di sonno relativamente leggero, il battito cardiaco, la respirazione e i movimenti degli occhi rallentano, e i muscoli si rilassano con contrazioni occasionali. Le tue onde cerebrali cominciano a rallentare rispetto ai loro schemi di veglia diurna.
La fase 2 del sonno non REM è un periodo di sonno leggero prima di entrare in un sonno più profondo. Il battito cardiaco e la respirazione rallentano e i muscoli si rilassano ulteriormente. La temperatura corporea si abbassa e i movimenti degli occhi si fermano. L’attività delle onde cerebrali rallenta ma è segnata da brevi scoppi di attività elettrica. Trascorri più cicli di sonno ripetuti nella fase 2 del sonno che nelle altre fasi del sonno.
La fase 3 del sonno non-REM è il periodo di sonno profondo di cui hai bisogno per sentirti rinfrescato al mattino. Si verifica in periodi più lunghi durante la prima metà della notte. Il battito cardiaco e la respirazione rallentano ai loro livelli più bassi durante il sonno. I tuoi muscoli sono rilassati e può essere difficile svegliarti. Le onde cerebrali diventano ancora più lente.
Il sonno REM si verifica per la prima volta circa 90 minuti dopo essersi addormentati. I tuoi occhi si muovono rapidamente da un lato all’altro dietro le palpebre chiuse. L’attività delle onde cerebrali a frequenza mista diventa più vicina a quella della veglia. Il tuo respiro diventa più veloce e irregolare, e la tua frequenza cardiaca e la pressione sanguigna aumentano fino a raggiungere i livelli di veglia. La maggior parte dei tuoi sogni si verifica durante il sonno REM, anche se alcuni possono verificarsi anche nel sonno non-REM. I muscoli delle braccia e delle gambe si paralizzano temporaneamente, impedendoti di mettere in atto i tuoi sogni. Con l’età, si dorme meno nel sonno REM. Il consolidamento della memoria richiede probabilmente sia il sonno non-REM che REM.
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Meccanismi del sonno
Due meccanismi biologici interni – il ritmo circadiano e l’omeostasi – lavorano insieme per regolare quando sei sveglio e quando dormi.
I ritmi circadiani dirigono un’ampia varietà di funzioni, dalle fluttuazioni quotidiane della veglia alla temperatura corporea, il metabolismo e il rilascio di ormoni. Controllano i tuoi tempi di sonno e causano la tua sonnolenza notturna e la tua tendenza a svegliarti al mattino senza sveglia. L’orologio biologico del tuo corpo, che si basa su un giorno di circa 24 ore, controlla la maggior parte dei ritmi circadiani. I ritmi circadiani si sincronizzano con gli indizi ambientali (luce, temperatura) sull’ora effettiva del giorno, ma continuano anche in assenza di indizi.
L’omeostasi sonno-veglia tiene traccia del bisogno di dormire. L’impulso omeostatico del sonno ricorda al corpo di dormire dopo una certa ora e regola l’intensità del sonno. Questa pulsione del sonno diventa più forte ogni ora che sei sveglio e ti fa dormire più a lungo e più profondamente dopo un periodo di privazione del sonno.
I fattori che influenzano le tue esigenze di sonno-veglia includono condizioni mediche, farmaci, stress, ambiente di sonno e ciò che mangi e bevi. Forse la maggiore influenza è l’esposizione alla luce. Le cellule specializzate nella retina degli occhi elaborano la luce e dicono al cervello se è giorno o notte e possono anticipare o ritardare il nostro ciclo sonno-veglia. L’esposizione alla luce può rendere difficile addormentarsi e ritornare al sonno quando ci si sveglia.
I lavoratori con turni di notte hanno spesso problemi ad addormentarsi quando vanno a letto, e hanno anche problemi a rimanere svegli al lavoro perché il loro naturale ritmo circadiano e il ciclo sonno-veglia è interrotto. Nel caso del jet lag, i ritmi circadiani diventano fuori sincrono con l’ora del giorno quando le persone volano verso un diverso fuso orario, creando una mancata corrispondenza tra il loro orologio interno e quello reale.
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Quanto sonno ti serve?
Il tuo bisogno di sonno e i tuoi modelli di sonno cambiano con l’età, ma questo varia significativamente tra individui della stessa età. Non esiste un “numero magico di ore di sonno” che funzioni per tutti alla stessa età. I bambini inizialmente dormono fino a 16-18 ore al giorno, il che può favorire la crescita e lo sviluppo (soprattutto del cervello). I bambini in età scolare e gli adolescenti in media hanno bisogno di circa 9,5 ore di sonno per notte. La maggior parte degli adulti ha bisogno di 7-9 ore di sonno a notte, ma dopo i 60 anni, il sonno notturno tende ad essere più breve, più leggero e interrotto da risvegli multipli. Gli anziani sono anche più propensi ad assumere farmaci che interferiscono con il sonno.
In generale, le persone dormono meno di quanto hanno bisogno a causa di orari di lavoro più lunghi e della disponibilità di intrattenimento 24 ore su 24 e altre attività.
Molte persone pensano di poter “recuperare” il sonno perso durante il fine settimana, ma, a seconda di quanto sono privati del sonno, dormire più a lungo nei fine settimana può non essere adeguato.
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Sognare
Tutti sognano. Si passano circa 2 ore ogni notte a sognare, ma si può non ricordare la maggior parte dei sogni. Il suo scopo esatto non è noto, ma sognare può aiutarti ad elaborare le tue emozioni. Gli eventi del giorno spesso invadono i tuoi pensieri durante il sonno, e le persone che soffrono di stress o di ansia hanno più probabilità di avere sogni spaventosi. I sogni possono essere vissuti in tutte le fasi del sonno, ma di solito sono più vividi nel sonno REM. Alcune persone sognano a colori, mentre altre ricordano solo i sogni in bianco e nero.
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Il ruolo dei geni e dei neurotrasmettitori
Segnali chimici per dormire
I gruppi di neuroni che favoriscono il sonno in molte parti del cervello diventano più attivi quando ci prepariamo per andare a letto. Le sostanze chimiche di segnalazione nervosa chiamate neurotrasmettitori possono “spegnere” o smorzare l’attività delle cellule che segnalano l’eccitazione o il rilassamento. Il GABA è associato al sonno, al rilassamento muscolare e alla sedazione. La norepinefrina e l’orexina (chiamata anche ipocretina) mantengono attive alcune parti del cervello mentre siamo svegli. Altri neurotrasmettitori che modellano il sonno e la veglia includono l’acetilcolina, l’istamina, l’adrenalina, il cortisolo e la serotonina.
Geni e sonno
I geni possono giocare un ruolo significativo nella quantità di sonno di cui abbiamo bisogno. Gli scienziati hanno identificato diversi geni coinvolti nel sonno e nei disturbi del sonno, compresi i geni che controllano l’eccitabilità dei neuroni e i geni “orologio” come Per, tim e Cry che influenzano i nostri ritmi circadiani e i tempi del sonno. Studi di associazione sul genoma hanno identificato siti su vari cromosomi che aumentano la nostra suscettibilità ai disturbi del sonno. Inoltre, diversi geni sono stati identificati con disturbi del sonno come il disturbo avanzato familiare della fase del sonno, la narcolessia e la sindrome delle gambe senza riposo. Alcuni dei geni espressi nella corteccia cerebrale e in altre aree del cervello cambiano il loro livello di espressione tra sonno e veglia. Diversi modelli genetici, tra cui il verme, la mosca della frutta e il pesce zebra, stanno aiutando gli scienziati a identificare i meccanismi molecolari e le varianti genetiche coinvolte nel sonno normale e nei disturbi del sonno. Ulteriori ricerche forniranno una migliore comprensione dei modelli di sonno ereditati e dei rischi di disturbi circadiani e del sonno.
Studi sul sonno
Il tuo operatore sanitario potrebbe raccomandare una polisonnografia o altri test per diagnosticare un disturbo del sonno. Un polisonnogramma in genere comporta il trascorrere la notte in un laboratorio del sonno o in un centro del sonno. Registra la tua respirazione, i livelli di ossigeno, i movimenti degli occhi e degli arti, la frequenza cardiaca e le onde cerebrali durante la notte. Il tuo sonno è anche video e audio registrato. I dati possono aiutare uno specialista del sonno a determinare se stai raggiungendo e procedendo correttamente attraverso le varie fasi del sonno. I risultati possono essere utilizzati per sviluppare un piano di trattamento o determinare se sono necessari ulteriori test.
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Tracciare il sonno attraverso la tecnologia intelligente
Milioni di persone stanno usando applicazioni per smartphone, monitor da letto e oggetti indossabili (compresi braccialetti, orologi intelligenti e fasce) per raccogliere e analizzare informalmente i dati sul loro sonno. La tecnologia intelligente può registrare suoni e movimenti durante il sonno, registrare le ore dormite e monitorare il battito cardiaco e la respirazione. Usando un’app, i dati di alcuni dispositivi possono essere sincronizzati con uno smartphone o un tablet, o caricati su un PC. Altre app e dispositivi fanno rumore bianco, producono luce che stimola la produzione di melatonina e usano vibrazioni delicate per aiutarci a dormire e svegliarci.
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Consigli per dormire bene
Dormire abbastanza fa bene alla salute. Ecco alcuni consigli per migliorare il tuo sonno:
Imposta un programma – vai a letto e svegliati alla stessa ora ogni giorno.
Fai esercizio da 20 a 30 minuti al giorno ma non più tardi di qualche ora prima di andare a letto.
Evita la caffeina e la nicotina a tarda ora e le bevande alcoliche prima di andare a letto.
Relax prima di andare a letto – prova a fare un bagno caldo, leggere o un’altra routine rilassante.
Crea una stanza per dormire – evita le luci forti e i suoni intensi, mantieni la stanza ad una temperatura confortevole e non guardare la TV o avere un computer nella tua camera da letto.
Non stare a letto sveglio. Se non riesci a prendere sonno, fai qualcos’altro, come leggere o ascoltare musica, finché non ti senti stanco.
Vedi un medico se hai problemi a dormire o se ti senti insolitamente stanco durante il giorno. La maggior parte dei disturbi del sonno possono essere trattati efficacemente.
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Speranza attraverso la ricerca
Gli scienziati continuano a conoscere la funzione e la regolazione del sonno. Un punto chiave della ricerca è capire i rischi legati alla privazione cronica del sonno e la relazione tra il sonno e le malattie. Le persone che sono cronicamente prive di sonno hanno più probabilità di essere in sovrappeso, avere ictus e malattie cardiovascolari, infezioni e alcuni tipi di cancro rispetto a quelli che dormono abbastanza. I disturbi del sonno sono comuni tra le persone con disturbi neurologici legati all’età come il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson. Restano molti misteri sull’associazione tra il sonno e questi problemi di salute. La mancanza di sonno porta a certi disturbi, o certe malattie causano la mancanza di sonno? Queste e molte altre domande sul sonno rappresentano la frontiera della ricerca sul sonno.
Dove posso trovare altre informazioni?
Per informazioni su altri disturbi neurologici o programmi di ricerca finanziati dal National Institute of Neurological Disorders and Stroke, contatta il Brain Resources and Information Network (BRAIN) dell’Istituto a:
BRAIN
P.O. Box 5801
Bethesda, MD 20824
(800) 352-9424
www.ninds.nih.gov
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Preparato da:
Office of Communications and Public Liaison
National Institute of Neurological Disorders and Stroke
National Institutes of Health
Bethesda, MD 20892
NIH Publication No. 17-3440c
Il materiale sanitario del NINDS è fornito solo a scopo informativo e non rappresenta necessariamente l’approvazione o una posizione ufficiale del National Institute of Neurological Disorders and Stroke o di qualsiasi altra agenzia federale. Il consiglio sul trattamento o la cura di un singolo paziente dovrebbe essere ottenuto attraverso la consultazione di un medico che ha visitato quel paziente o ha familiarità con la storia medica di quel paziente.
Tutte le informazioni preparate dal NINDS sono di dominio pubblico e possono essere liberamente copiate. È gradito il credito al NINDS o al NIH.
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