Cervello: che cosa gli succede quando ci addormentiamo?

Durante il sonno il cervello si riposa, ma non del tutto e non in modo sempre uguale nelle diverse fasi. Scopriamole insieme

Secondo uno studio sul Journal of Neuroscience del 2016 in alcuni stadi del sonno, anche se non ce ne accorgiamo, siamo capaci di analizzare complessi stimoli sonori, e prepararci ad agire di conseguenza.

Lo studio sull’analisi degli stimoli sonori da parte del cervello

Durante il sonno, il cervello ci isola dagli stimoli esterni grazie a un meccanismo di controllo a livello del talamo – una struttura del sistema nervoso -, ma alcuni tipi di richiami, come il suono del nostro nome, sembrano riuscire ad attraversare il filtro, svegliandoci.

Ancora oggi il come funzioni questo cancello che blocca alcuni stimoli, ma ne lascia passare altri, non è ancora del tutto noto. Per Thomas Andrillon, neuroscienziato della École normale supérieure di Parigi, l’elemento discriminante potrebbe essere lo stadio del sonno in cui ci si trova.

Il ricercatore ha invitato alcuni volontari a trascorrere la notte in laboratorio. Mentre si addormentavano, li ha invitati ad ascoltare alcune parole e a premere un pulsante con la mano sinistra se avessero sentito il nome di oggetti, mentre con la destra in caso di vocaboli indicanti animali.

La loro attività cerebrale è stata monitorata attraverso l’elettroencefalografia (EEG) e il tipo di risposta è effettivamente cambiato in base allo studio del sonno in cui i soggetti si trovavano.

Nel corso del sonno REM – fase in cui in genere si sogna – i volontari hanno continuato a preparare mentalmente i movimenti per schiacciare i pulsanti, ma solo nel caso di parole incontrate e categorizzate in precedenza.

Durante le fasi leggere di sonno non-REM, i partecipanti hanno sempre mostrato preparazione motoria, indipendentemente dalla novità o meno delle parole; in fase di sonno non-REM profondo, invece, non c’è stata alcuna attività cerebrale associata agli stimoli.

Per i ricercatori, nello stadio REM gli stimoli esterni rischiano di competere con quelli relativi ai sogni, generati internamente; per questo vengono in parte schermati.

In fase di sonno profondo invece le onde cerebrali si ipersincronizzano e migliaia di neuroni si silenziano all’unisono, impedendo al cervello di processare l’informazione sensoriale.

Al contrario, nella fase leggera di sonno non-REM sembra possibile un’analisi complessa degli stimoli esterni, anche se apparentemente stiamo dormendo.

Sempre uno studio del 2016 ha rivelato, inoltre, che quando dormiamo in un ambiente sconosciuto, una parte del nostro cervello rimane vigile, per poter controllare al meglio la situazione.

I cicli del sonno

Ma capiamo meglio i cicli del sonno: quando ci addormentiamo entriamo in un loop che dura 90 minuti e comprende due fasi principali: Sonno non-REM (suddiviso in 3 fasi) e Sonno REM. Il termine REM significa rapid eye movements, ovvero rapidi movimenti degli occhi, caratteristica principale del sonno REM in cui tutti i muscoli del nostro corpo sono bloccati a eccezione degli occhi.

Questa caratteristica, insieme a tutta una serie di altri indici, permette di determinare in che fase del sonno ci troviamo e per quanto tempo. A quanto sembra, la maggior parte del tempo di sonno viene trascorsa in fase non REM e solo la parte finale della notte è dedicata al sonno REM.

A causa della ciclicità delle fasi del sonno, accade che a volte non sogniamo, o ci svegliamo non riposati: se ci svegliamo prima di completare l’ultimo ciclo, con durata di 90 minuti, stiamo disturbando inevitabilmente il nostro riposo.

Ma cosa avviene durante questi cicli? Durante la fase non-REM manteniamo uno stato di pensiero razionale, in una sorta di limbo tra sogno e sveglia in cui accenniamo qualche movimento involontario di cui non abbiamo conoscenza completa della realtà che ci circonda,  ma non riusciamo nemmeno ad arrivare a quella fase di abbandono completo in cui la mente produce le vivide immagini dei sogni. Spesso accade che ci giriamo e rigiriamo nel letto, parlando in maniera confusa.

Al contrario, il primo cambiamento che ci fa capire di essere arrivati alla fase REM – oltre il fabbricare sogni – è il movimento: di colpo, smettiamo di muoverci o rigirarci nel letto.

Perché questo accade proprio quando cominciamo a sognare? Non è forse vero che nei sogni compiamo dei movimenti, siamo particolarmente attivi e spesso ci sembra addirittura di volare? Si tratta di pura percezione, poiché le nostre gambe sono bloccate, il nostro corpo è immobile nel letto nonostante magari nel sogno possiamo essere affannati o agitati.

Questo avviene perché durante la fase REM alcuni specifici neuroni motori del tronco encefalico, ovvero quella parte posteriore del cervello che comunica con gli altri neuroni del midollo spinale, inibiscono la comunicazione con essi.

L’input del movimento, cioè il segnale neuronale che proviene dalla corteccia motoria, viene di colpo spezzato. Solo gli occhi – effettivamente attivati da altri circuiti – continuano a muoversi.