Durante il sonno, il nostro cervello subisce una serie complessa di processi per garantire che ci svegliamo riposati. Negli esseri umani, le diverse fasi del sonno, movimento rapido degli occhi (REM) e sonno non REM, sono associate a cambiamenti distinti nella fisiologia, nell’attività cerebrale e nella cognizione. Ad esempio, durante il sonno REM, il nostro cervello è molto attivo e sperimentiamo i nostri sogni più vividi, bizzarri ed emotivi. Durante il sonno non REM, il cervello è metabolicamente meno attivo ed elimina i prodotti di scarto facendo scorrere il liquido spinale cerebrale attraverso i ventricoli del cervello – le camere interconnesse che circondano le strutture del cervello – e poi attraverso il cervello. Questo processo presumibilmente aiuta il corpo a rimuovere i depositi proteici dannosi dal cervello, come quelli associati allo sviluppo della malattia di Alzheimer.
Cosa succede nel cervello di un piccione durante il sonno?
La questione se processi simili avvengano anche negli uccelli è rimasta irrisolta fino ad ora. “L’ultimo antenato evolutivo comune di uccelli e mammiferi risale a circa 315 milioni di anni fa, ai primi giorni dei vertebrati terrestri”, afferma il professor Onur Güntürkün, capo del dipartimento di biopsicologia dell’Università della Ruhr a Bochum. “Eppure i modelli di sonno negli uccelli sono notevolmente simili a quelli dei mammiferi, comprese le fasi REM e non REM”.
Per scoprire cosa succede esattamente quando gli uccelli dormono, i ricercatori hanno utilizzato videocamere a infrarossi e risonanza magnetica funzionale (fMRI) per osservare e registrare gli stati di sonno e veglia di 15 piccioni appositamente addestrati a dormire in queste condizioni sperimentali.
Le registrazioni video fanno luce sulle fasi del sonno degli uccelli. “Siamo stati in grado di osservare se uno o entrambi gli occhi erano aperti o chiusi e di monitorare i movimenti oculari e i cambiamenti nelle dimensioni della pupilla attraverso le palpebre trasparenti dei piccioni durante il sonno”, spiega Mehdi Behroozi del team di Bochum. Allo stesso tempo, le registrazioni fMRI hanno fornito informazioni sull’attivazione cerebrale e sul flusso del liquido cerebrospinale nei ventricoli.
Sogni di volare
“Durante il sonno REM, abbiamo osservato una forte attività nelle regioni del cervello responsabili dell’elaborazione visiva, comprese quelle aree che analizzano il movimento dell’ambiente circostante un piccione durante il volo”, afferma Mehdi Behroozi. Il team ha anche notato attività nelle aree che elaborano i segnali dal corpo, in particolare dalle ali. “Sulla base di queste osservazioni, pensiamo che gli uccelli, proprio come gli umani, sognino durante il sonno REM e potrebbero sperimentare il volo nei loro sogni”, aggiunge Mehdi Behroozi.
Inoltre, gli scienziati hanno notato l’attivazione di una particolare area del cervello nota come amigdala durante queste fasi. “Questo suggerisce che se gli uccelli sperimentano qualcosa di simile ai nostri sogni umani, anche i sogni dei piccioni potrebbero includere emozioni”, afferma Gianina Ungurean dell’Avian Sleep Group presso il Max Planck Institute for Biological Intelligence. Questa ipotesi è supportata dal fatto che le pupille degli uccelli si contraggono rapidamente durante il sonno REM, così come durante il corteggiamento o comportamenti aggressivi durante la veglia, come recentemente dimostrato da Gianina Ungurean e colleghi.
Lavare via la polvere del giorno
Come negli esseri umani, il flusso del liquido spinale cerebrale attraverso i ventricoli aumenta durante il sonno non REM nei piccioni. Tuttavia, il team ha scoperto per la prima volta, in qualsiasi animale, che il flusso diminuiva drasticamente durante il sonno REM. “Pensiamo che l’aumento del flusso di sangue nel cervello durante il sonno REM, che supporta l’elevata attività cerebrale, potrebbe impedire al liquido spinale cerebrale di spostarsi dai ventricoli al cervello”, spiega Niels Rattenborg, capo dell’Avian Sleep Group. “Questo suggerisce che il sonno REM e le sue funzioni potrebbero andare a scapito della rimozione dei rifiuti dal cervello”.
Tuttavia, gli scienziati stanno anche intrattenendo la possibilità che il sonno REM contribuisca alla rimozione dei rifiuti in modi inaspettati. “All’inizio del sonno REM, l’afflusso di sangue aumenta il diametro del vaso. Ciò potrebbe forzare il fluido spinale cerebrale che è entrato nello spazio durante il sonno non REM a fluire nel tessuto cerebrale e migliorare il deflusso dei fluidi che trasportano i prodotti di scarto”, afferma Gianina Unguriano.
I ricercatori ipotizzano che il processo di pulizia del cervello durante il sonno possa essere particolarmente cruciale per gli uccelli. Poiché i loro cervelli hanno una maggiore densità di neuroni rispetto ai mammiferi, la rimozione dei prodotti di scarto potrebbe richiedere cicli di lavaggio più efficienti o più frequenti. Poiché gli uccelli sperimentano fasi REM più lunghe e più brevi durante il sonno rispetto ai mammiferi, il frequente aumento di sangue associato potrebbe aiutare a mantenere i loro cervelli densamente imballati liberi da prodotti di scarto dannosi.
Raccontaci i tuoi sogni!
In futuro, il team prevede di esplorare il potenziale ruolo del sonno REM nella rimozione dei rifiuti. Inoltre, stanno pensando a modi per conoscere il contenuto del sogno di un piccione. “Speriamo di addestrare gli uccelli a riferire se e cosa hanno appena visto al risveglio dal sonno REM. Sarebbe un passo essenziale per stabilire se sognano”, spiega Gianina Ungurean. Ma anche senza un’analisi dettagliata dei sogni, le nuove scoperte ci aiutano già a comprendere meglio il ruolo del sonno, negli uccelli così come negli esseri umani. Sottolineano l’importanza del sonno per mantenere un cervello sano e prevenire il declino cognitivo e implicano anche che il sogno ha una storia molto lunga.
Lo studio è stato condotto dal team di biopsicologia di Bochum e da ricercatori del Max Planck Institute for Biological Intelligence, del Max Planck Institute for Neurobiology of Behaviour, del Dipartimento di Neurofisiologia dell’Università della Ruhr di Bochum e dell’Université Claude Bernard Lyon.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
