Per la prima volta, uno studio sui topi, che sarà pubblicato sulla rivista eLife, mostra che cinque ore di privazione del sonno portano a una perdita di connettività tra i neuroni dell’ippocampo, una regione del cervello associata all’apprendimento e alla memoria.
“È chiaro che il sonno gioca un ruolo importante nella memoria – sappiamo che fare un pisolino ci aiuta a conservare i ricordi importanti. Ma come la privazione del sonno comprometta la funzione dell’ippocampo e la memoria è meno ovvio”, dice il primo autore Robbert Havekes, PhD, professore assistente presso il Groningen Institute for Evolutionary Life Sciences.
È stato proposto che i cambiamenti nella connettività tra le sinapsi – strutture che permettono ai neuroni di passare segnali tra loro – possono influenzare la memoria. Per studiarlo ulteriormente, i ricercatori hanno esaminato l’impatto di brevi periodi di perdita di sonno sulla struttura dei dendriti, i prolungamenti ramificati delle cellule nervose lungo i quali gli impulsi sono ricevuti da altre cellule sinaptiche, nel cervello del topo.
Hanno usato prima il metodo di colorazione d’argento Golgi per visualizzare la lunghezza dei dendriti e il numero di spine dendritiche nell’ippocampo del topo dopo cinque ore di privazione del sonno, un periodo di perdita di sonno che è noto per compromettere il consolidamento della memoria. Le loro analisi hanno indicato che la privazione del sonno riduce significativamente la lunghezza e la densità delle spine dei dendriti appartenenti ai neuroni della regione CA1 dell’ippocampo.
Hanno ripetuto l’esperimento di perdita di sonno, ma hanno lasciato i topi a dormire indisturbati per tre ore dopo. Questo periodo è stato scelto in base al lavoro precedente degli scienziati che dimostra che tre ore sono sufficienti per ripristinare i deficit causati dalla mancanza di sonno. Gli effetti della privazione del sonno di cinque ore nei topi sono stati invertiti in modo che le loro strutture dendritiche fossero simili a quelle osservate nei topi che avevano dormito.
I ricercatori hanno poi studiato ciò che stava accadendo durante la privazione del sonno a livello molecolare. “Eravamo curiosi di sapere se i cambiamenti strutturali nell’ippocampo potessero essere legati all’aumento dell’attività della proteina cofilina, poiché questa può causare il restringimento e la perdita delle spine dendritiche”, dice Havekes.
“I nostri ulteriori studi hanno rivelato che i meccanismi molecolari alla base degli effetti negativi della perdita di sonno hanno di fatto come obiettivo la cofilina. Bloccando questa proteina nei neuroni ippocampali dei topi privati del sonno, non solo abbiamo impedito la perdita di connettività neuronale, ma abbiamo anche reso i processi di memoria resistenti alla perdita di sonno. I topi privati del sonno hanno imparato bene come i soggetti non privati del sonno.”
Ted Abel, PhD, Brush Family Professor di Biologia all’Università della Pennsylvania e autore senior dello studio, spiega: “La mancanza di sonno è un problema comune nella nostra società moderna 24 ore su 24, 7 giorni su 7, e ha gravi conseguenze per la salute, il benessere generale e la funzione cerebrale”. La nostra nuova descrizione di un percorso attraverso il quale la privazione del sonno influisce sul consolidamento della memoria evidenzia l’importanza della capacità della rete di cellule neuronali di adattarsi alla perdita di sonno. Ciò che forse è più sorprendente è che queste connessioni neuronali vengono ripristinate con diverse ore di sonno di recupero. Così, quando i soggetti hanno la possibilità di recuperare il sonno tanto necessario, stanno rapidamente rimodellando il loro cervello.”