Hardware Ready Ready to Bench?
Sonno rem e consumo. Un team della Tohoku University ha osservato un apparente paradosso energetico nei topi durante la fase REM del sonno, strettamente legata ai sogni. In questa fase si registra un aumento del volume di sangue nel cervello, accompagnato da una diminuzione dell’ATP disponibile per i neuroni.
I risultati, pubblicati su Communications Biology, offrono uno strumento per studiare come il cervello gestisca le proprie risorse durante l’attività onirica. Per monitorare questi cambiamenti nel sonno naturale, i ricercatori hanno reso trasparente il cranio dei topi utilizzando una resina indurita con luce ultravioletta.
Sonno rem e consumo: perché è importante
Attraverso immagini ottenute con fluorescenza a campo ampio, sono state misurate le variazioni del volume sanguigno cerebrale, utilizzato come indicatore dell’apporto di risorse ai tessuti. Parallelamente, sono state rilevate due sostanze coinvolte nel metabolismo delle cellule cerebrali: l’ATP, la molecola che fornisce energia direttamente ai neuroni, e il piruvato presente negli astrociti, cellule che partecipano al metabolismo cerebrale.
Durante il sonno REM, i livelli di piruvato negli astrociti sono aumentati, un dato coerente sia con una maggiore disponibilità di risorse metaboliche sia con una maggiore attività di trasformazione del glucosio. Nello stesso periodo, l’ATP misurato nei neuroni è diminuito.
Il cervello riceve più sangue durante il sonno REM, ma i neuroni mostrano meno ATP: questo potrebbe indicare un cambiamento nel bilancio energetico mentre i circuiti elaborano i ricordi. Gli strumenti utilizzati hanno permesso di osservare anche ciò che accade prima del sonno REM.
Nel sonno non REM, piccole oscillazioni dell’attività cerebrale nella banda delle onde theta anticipavano di alcuni secondi le variazioni del volume sanguigno. Secondo i ricercatori, questa sequenza suggerisce che i vasi si adattino ai cambiamenti dell’attività neuronale e della richiesta metabolica già durante le altre fasi del sonno.
Il passaggio al sonno REM mostrava una dinamica diversa. Circa 50 secondi prima dell’inizio della fase, definita dai criteri classici, il volume di sangue cerebrale cominciava a crescere. L’aumento partiva dalla corteccia posteriore e si estendeva poi verso le regioni anteriori, suggerendo una preparazione metabolica distribuita su larga parte del cervello.
Cosa cambia e quali sono gli effetti
La diminuzione dell’ATP neuronale può essere spiegata in diversi modi: i neuroni potrebbero consumarne di più per riorganizzare le connessioni tra loro o per sostenere gli scambi tra l’ippocampo e la corteccia legati all’elaborazione dei ricordi. I ricercatori considerano anche possibili cambiamenti nel trasferimento di risorse dagli astrociti ai neuroni o nella produzione di ATP da parte dei mitocondri.
Le misure descrivono il bilancio energetico osservato, ma non identificano quale di questi processi lo determini. Il gruppo guidato da Yusuke Takahashi interpreta il sonno REM come un’occasione per esaminare come il cervello distribuisca energia fra attività diverse, anziché mantenerne uniforme la disponibilità. Questa prospettiva si inserisce negli studi sul consolidamento della memoria, una delle funzioni associate al sonno.
Poiché gli esperimenti riguardano topi, i risultati non stabiliscono se un sogno particolarmente vivido consumi più energia nel cervello umano.
Fonte e approfondimento su sonno rem e consumo: articolo originale.
* Contenuto realizzato con l'ausilio di sistemi di intelligenza artificiale.