Puoi solo imparare molto prima di dover posticipare

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Il sonno ricalibra le cellule della memoria del cervello, permettendoci di consolidare ciò che abbiamo imparato e usarlo quando si è svegli, nuove prove dei topi indicano.

La privazione del sonno, i disturbi del sonno e i sonniferi possono interferire con il processo, concludono i ricercatori della Johns Hopkins University School of Medicine.

"La linea di fondo è che il sonno non è in realtà tempi di inattività per il cervello."

"Le nostre scoperte fanno avanzare l'idea che il topo e, presumibilmente, il cervello umano possano memorizzare così tante informazioni prima di dover ricalibrare", dice Graham Diering, un borsista postdottorato che ha diretto lo studio sul giornale Scienza.

"Senza il sonno e la ricalibrazione che avviene durante il sonno, i ricordi rischiano di essere persi", dice.

I ricercatori hanno esaminato un processo che era stato ben studiato in cellule cerebrali cresciute in laboratorio ma non in animali vivi, addormentati o svegli. Conosciuto come ridimensionamento omeostatico, indebolisce uniformemente le sinapsi in una rete neurale di una piccola percentuale, lasciando intatti i loro punti di forza relativi e consentendo all'apprendimento e alla formazione della memoria di continuare. Ciò impedisce alle cellule cerebrali di sparare costantemente e raggiungere il carico massimo. Quando un neurone si espande, perde la capacità di trasmettere informazioni, ostacolando la formazione della memoria.

Per scoprire se il processo si verifica nei mammiferi addormentati, Diering si concentra sulle aree del cervello dei topi responsabili dell'apprendimento e della memoria: l'ippocampo e la corteccia. Ha cercato gli stessi cambiamenti osservati nelle celle cresciute in laboratorio durante il ridimensionamento.

I risultati hanno mostrato un calo percentuale di 20 nei livelli di proteina recettore nei topi dormienti, indicando un indebolimento generale delle loro sinapsi, rispetto ai topi che erano svegli.

"Quella fu la prima prova del ridimensionamento omeostatico degli animali vivi", dice Richard Huganir, professore di neuroscienza e autore senior dello studio. "Suggerisce che le sinapsi sono ristrutturate in tutto il cervello del mouse ogni 12 ore o giù di lì, il che è abbastanza notevole."

Nei topi dormienti, i ricercatori hanno anche scoperto, come previsto, livelli significativamente più alti di una proteina chiamata "Homer1a", nota per essere critica per la regolazione del sonno e della veglia.

Precedenti test con neuroni cresciuti in laboratorio avevano già dimostrato che Homer1a svolgeva un ruolo importante nel processo di ridimensionamento. Nel nuovo studio, i ricercatori hanno scoperto che i livelli di tale proteina sono più alti di 250 nelle sinapsi dei topi dormienti, rispetto ai topi svegli.

"Pensiamo che Homer1a sia una sorta di poliziotto", dice Huganir, spiegando che la proteina valuta i livelli di determinati neurotrasmettitori e sostanze chimiche per determinare quando il cervello è "abbastanza silenzioso da iniziare a ridimensionarsi".

I ricercatori hanno confermato che il sonno è una necessità per questo processo di ridimensionamento che non può essere sostituito.

"La linea di fondo è che il sonno non è davvero un tempo di inattività per il cervello", dice Diering. "Ha un lavoro importante da fare allora, e noi nel mondo sviluppato ci stiamo ridimensionando saltando."

Huganir sottolinea che poiché questo studio si concentra solo sull'ippocampo e sulla corteccia, sono necessarie ulteriori ricerche su altre parti del cervello - e in tutto il corpo - per capire meglio la necessità del sonno.

I ricercatori sottolineano inoltre la necessità di esaminare più da vicino il modo in cui i farmaci noti per prevenire il ridimensionamento omeostatico, comprese le benzodiazepine e altri sedativi o ausili per il sonno, interferiscono con l'apprendimento e la memoria.

Il supporto per il lavoro proveniva dal Canadian Institutes for Health Research, dal Johns Hopkins Center per la Proteomica Discovery e dal National Institutes of Health.

Fonte: Johns Hopkins University

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