L’arte del sonno Per avere una vita migliore

Un articolo sul sonno (e sui sogni) rischia facilmente di cadere nella banalità e nel simbolismo più becero. Se però l’articolo è pubblicato su BBC news, ci sono buone probabilità che non butteremo il nostro tempo mentre gli diamo un’occhiata. Nello specifico, il sottoscritto ha trovato l’articolo entusiasmante poiché risponde ad una domanda fondamentale: perché il sonno è diventato un vantaggio evolutivo così grande da compensare lo svantaggio di lasciare l’animale inerme alla mercé dei predatori?

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Ci sono alcune cose senza le quali letteralmente non si può vivere. L’ossigeno è una. Un’altra sono cibo e acqua. E poi c’è il sonno: tenete forzatamente un animale sveglio abbastanza a lungo e lo ucciderete. Lo stesso vale quasi certamente per uomo.
I più furbi tra di voi avranno capito che il sonno deve fare qualcosa di abbastanza importante. Ma nonostante decenni di intenso studio scientifico non vi è ancora consenso unanime su cosa sia questa cosa. Certo, i ricercatori hanno scoperto che il sonno è benefico per gli esseri umani in molti modi: aiuta a elaborare i ricordi e serve alla nostra vita sociale ed emotiva. Eppure ancora non sappiamo come, perché o esattamente quando il sonno si sia “evoluto”. A prima vista infatti il sonno non dovrebbe esistere. Perdere deliberatamente la coscienza, a volte per ore e ore ogni singolo giorno, ha molto poco senso per gli animali.

Un animale che dorme ha significativamente più probabilità di essere catturato e mangiato che un animale che NON dorme.

“Il costo del perdere i sensi è astronomico in termini di sopravvivenza”, spiega Matthew Walker presso l’Università della California a Berkeley. Qualunque siano le funzioni del sonno, devono essere così di fondamentale importanza da superare di gran lunga la vulnerabilità evidente associata con l’essere addormentato.

Questo significa che possiamo tranquillamente respingere una delle teorie più semplici di sonno: che dormiamo perché non abbiamo niente di meglio da fare (teoria dell’indolenza del sonno) . Una volta che un animale ha mangiato, affrontato i rivali ed esaurito ogni potenziale opportunità di accoppiamento, ha fondamentalmente un programma vuoto nella sua agenda. Non avendo più una mazza da fare, perde coscienza ed ammazza il tempo per un paio d’ore. Si tratta di un’idea divertente, ma considerando che un animale che dorme ha significativamente più probabilità di essere catturato e mangiato che un animale sveglio, questa ipotesi fa “senso zero”, dice Walker.
Potremmo anche depennare un’altra teoria sul sonno dalla lista: alcuni ricercatori hanno suggerito che dormire è un buon modo per risparmiare energia preziosa , dato che la temperatura corporea dei mammiferi spesso si abbassa durante alcune fasi del sonno. Tuttavia, Walker e molti altri ricercatori non ne sono convinti. Analizzando un po’ di numeri è chiaro che il sonno non serva a questo scopo. “La quantità di energia risparmiata dagli esseri umani durante il sonno, paragonata al semplice sdraiarsi sul divano (senza dormire), è circa quella che si trova in una fetta di pane integrale,” dice. “Non vale la perdere coscienza per salvare solo 120 calorie.”

Ma, se queste idee sono sbagliate, perché si dorme?

Prima di poter davvero pensare di risolvere tale questione, sarebbe utile affrontare una domanda fondamentale: chi dorme? Non abbiamo problemi a riconoscere che gli esseri umani dormono. La maggior parte delle persone potrebbe inoltre dire che i loro cani e gatti dormano anche troppo. Ma ci sentiamo meno sicuri nel dire se un pesce rosso è un animale che dorme. E quando si tratta di animali più piccoli potremmo avere qualche dubbio in più. Avete mai visto una mosca dormire? Che ne dite di un lombrico? Il sonno, in realtà, sembra essere una caratteristica quasi universale della vita animale.
Vi è un crescente consenso sulle caratteristiche comportamentali che definiscono il sonno, e queste caratteristiche possono essere utilizzate per studiare il sonno negli animali semplici, dice Ravi Allada alla Northwestern University di Evanston, Illinois.
Ci sono tre elementi principali. In primo luogo, il sonno rende un animale tranquillo cioè i muscoli non sono molto attivi mentre dormiamo. In secondo luogo, il sonno rende gli animali più lenti a rispondere. Per esempio, se si provoca un forte rumore nei pressi di un animale che dorme, reagirà più lentamente di un animale sveglio.
E, infine, possiamo riconoscere il sonno perché in qualche modo evita che gli animali si stanchino. Se si mantiene un animale sveglio tutta la notte, questo compenserà il giorno successivo dormendo per più ore di quanto farebbe normalmente. Quest’effetto è chiamato “rimbalzo del sonno”.
Utilizzando questi criteri, vi è una crescente fiducia nel fatto che anche gli animali relativamente semplici, come i moscerini della frutta e vermi nematodi microscopici dormano. “Al giorno d’oggi ci sono un sacco di pubblicazioni su questi modelli scientifici”, dice Allada.
“Credo che le caratteristiche comportamentali utilizzate per caratterizzare il sonno sono piuttosto affidabili per l’identificazione di questo comportamento negli animali … e per differenziare il sonno da un semplice riposo”, dice Paul-Antoine Libourel al Lione Neuroscience Research Center in Francia.

Gli uccelli, come i mammiferi, hanno il sonno REM

Secondo Libourel, dormire ora sembra essere una caratteristica quasi universale della vita animale. “Questo suggerisce che il sonno serve fondamentale per la sopravvivenza delle specie. La selezione naturale non lo ha soppresso.” In realtà, la selezione naturale ha fatto l’esatto contrario: ha iniziato a costruirsi sul concetto di sonno, con l’aggiunta di nuovi livelli e nuove funzioni. Ed infatti ad un certo punto nella preistoria, è apparsa la più famosa di tutte le fasi del sonno: la fase REM (rapid eye movement).

“Il sonno REM è una novità nell’evoluzione,” afferma Walker. “Il sonno non-REM era quello originale.” Le origini del sonno REM particolarmente ostiche per i ricercatori come Libourel. Sappiamo che gli esseri umani possiedono il sonno REM e sembra abbastanza chiaro che quasi tutti gli altri mammiferi lo posseggano, anche mammiferi molto primitivi che depongono uova, come l’ornitorinco . Questo significa che possiamo essere ragionevolmente sicuri che il REM era presente in alcuni dei primi mammiferi che camminava sulla terra, circa 220 milioni di anni fa .
I dinosauri hanno fatto la loro prima apparizione sulla Terra proprio durante questo periodo. Molti di loro sono scomparsi circa 65 milioni di anni fa, ma un gruppo di dinosauri vive ancora: li chiamiamo gli uccelli (qui parte la musica di Jurassik Park). E gli uccelli, come i mammiferi, hanno il sonno REM. Forse il sonno REM è emerso in qualche lontano antenato comune dei mammiferi e degli uccelli/dinosauri, dice Libourel, o forse ha avuto origine in modo indipendente nei due gruppi. Ma in entrambi i casi, qual’è il motivo per cui è comparso il sonno REM?
Alcuni ricercatori ritengono non vi sia alcuna spiegazione funzionale, e che il sonno REM sia solo un sottoprodotto di altri cambiamenti evolutivi. Ad esempio, secondo Ruben Rial presso l’Università delle Isole Baleari di Maiorca, in Spagna, è significativo che sia i mammiferi che gli uccelli siano animali a sangue caldo.
Rial ei suoi colleghi suggeriscono che la comparsa di animali a sangue caldo abbia innescato una catena complessa di cause e conseguenze, che alla fine ha visto i proto-mammiferi adottare una vita notturna – abbastanza diversa da quella dei loro antenati rettili che erano diurni. I proto-mammiferi iniziarono spendere le ore del giorno a dormire sotto terra in cunicoli scuri, che offrivano protezione sia dai predatori che dall’intensa luce solare che avrebbe danneggiato la loro delicata visione notturna. “Tuttavia, questi mammiferi continuavano a conservare la maggior parte dei meccanismi neurali che controllavano i loro comportamenti più antichi”, dice Rial. I rettili passano attraverso due fasi principali ogni giorno: una fase passiva in cui si crogiolano per riscaldare i loro corpi, e una fase attiva nella quale mangiano, si proteggono dai predatori, socializzano o si accoppiano.

Rial dice che alcune delle regioni più “primitive” del cervello dei proto-mammiferi hanno continuato a seguire questi antichi modelli di attività, anche se regioni del cervello più “avanzate” hanno fatto in modo che qualsiasi attività mentale del cervello rettiliano non sia stata convertita in comportamenti effettivi. Questo significa che possiamo vedere il sonno non-REM come un diretto discendente del basking dei rettili, e il sonno REM come una forma ereditata dell’attività diurna dei rettili.

Tuttavia, questa attività era racchiusa all’interno di un corpo paralizzato: questa è stata l’origine della fase REM e dei sogni.

Tutto ciò potrebbe sembrare più una storia che un’ipotesi dimostrabile, ma alcuni fatti accertati sostengono questa idea. Per esempio, ci sono prove che i primi mammiferi fossero notturni – e questo collo di bottiglia ha fatto influenzato il loro comportamento.

Il sonno – e, in particolare, il sonno REM – aiuta ricalibrare funzioni emotive del cervello

Sappiamo anche che i nostri cervelli sono molto attivi durante il sonno REM: così attivi, infatti, che un cervello REM si presenta come il cervello di un animale, un rettile per esempio, che è completamente sveglio . Per questo motivo, il sonno REM è talvolta chiamato “sonno attivo” o anche ” sonno paradossale”. Anche ponendola così, altri ricercatori non condividono l’opinione che il sonno REM sia un mero effetto collaterale di un più ampio cambiamento evolutivo. Walker, per esempio, è convinto che il sonno REM abbia una funzione reale e importante. “Abbiamo fatto un sacco di lavoro che suggerisce che il sonno – e, in particolare, il sonno REM – aiuta a ricalibrare funzioni emotive del cervello,” dice. Pensate di nuovo alla vostra infanzia, dice Walker.

Se si tenta di richiamare i primi ricordi che abbiamo, quasi tutti saranno ricordi di un evento emozionale: forse un compleanno particolarmente emozionante, o la spaventosa esperienza di essere separato dai tuoi genitori il primo giorno di scuola. “Ciò che colpisce, però, è che si possono richiamare questi ricordi di un evento emotivo, ma senza che essi stessi siano emotivi: non suscitano cioè la stessa reazione viscerale, “dice.
Dobbiamo ringraziare il sonno REM per il cambiamento, dice Walker. Svolge una funzione molto importante: ci permette di ricordare e imparare dalle esperienze importanti, senza essere paralizzati dal bagaglio emotivo che originariamente li ha generati.

“Il sonno REM fornisce una terapia durante la notte”, dice Walker. “[Esso aiuta] il cervello ad eseguire un elegante trucco per separare la scorza emotiva di un evento dalla “polpa” ricca di informazioni.”

Questa ipotesi offre anche una spiegazione per le condizioni dolorose come il disturbo da stress post-traumatico (PTSD). Le persone con PTSD infatti hanno spesso flashback emotivamente travolgenti. “Un soldato con PTSD entra in un parcheggio e sente delle esplosioni in auto. Non solo ha un flashback di una situazione di combattimento, ma ha anche una reazione emotiva: il suo cuore batte, le sue mani sudano “, dice Walker. “Tutto cio ci dice che il cervello non ha separato l’emozione dalla memoria.”

Sono le persone che hanno vissuto più a lungo i sogni più miserabili quelle che sono guarite dalla loro depressione

Walker sottolinea che gli incubi ricorrenti sono un segno distintivo di PTSD. Il cervello infatti offre durante il sonno REM un’esperienza altamente emozionale in modo da staccare l’emozione dall’informazione. Ma, per qualche motivo, chi ha questo disturbo non riesce a farlo. La memoria rimane emotiva. Così la notte successiva il cervello riprova, con lo stesso risultato, e così via. Cartwright ha studiato i sogni di persone che mostravano segni di depressione, causata ad esempio da divorzi difficili. Dopo un anno, era la gente che aveva avuto i sogni più miserabili che aveva ottenuto la risoluzione clinica della loro depressione. Paradossalmente, i soggetti del test i cui sogni erano più simili a quelli di persone senza depressione sono rimasti depressi.
E ‘stata una scoperta sconcertante, dice Walker.
Spendiamo circa il 25% del nostro sonno in uno stato REM, mentre per la maggior parte degli altri primati la percentuale è solo del 5-10% In precedenza era sembrato plausibile che i sogni fossero solo un curioso effetto collaterale di sonno: un po ‘come il modo in cui una lampadina a incandescenza emette calore come conseguenza della sua funzione di dare luce (che è quella primaria). “Ma se fosse proprio vero, i risultati di Rosalind Cartwright non avrebbero senso di sorta”, dice Walker.

Questi risultati suggeriscono a Walker che il sonno REM si è evoluto negli uccelli e mammiferi, perché entrambi i gruppi sono cognitivamente e socialmente avanzati. Usano il sonno ed i sogni, per contribuire a dare un senso al loro mondo da svegli.

“Credo che il collegamento del sangue caldo sia un po ‘di una falsa pista,” dice. Questo potrebbe spiegare perché il sonno umano è così insolito. Uno studio pubblicato alla fine del 2015 ha rilevato che spendiamo circa il 25% del nostro sonno in uno stato REM , mentre per la maggior parte degli altri primati la percentuale è solo del 5-10%. Questo ha senso se si considera quanto più complicate siano le nostre interazioni sociali.

Potremmo essere vicini a capire perché il sonno REM si sia evoluto in mammiferi e uccelli. Ma resta il mistero per quanto riguarda il sonno non-REM, che si è evoluto prima e si vede in molti altri animali. Il sonno deve aver avuto origine per un motivo. Qualunque sia la ragione, deve essere correlata a qualche caratteristica biologica, condivisa da tutti gli animali che dormono: non solo i mammiferi e uccelli. Robert Cantor al Dartmouth College di Hanover, New Hampshire crede di aver identificato un paio di caratteristiche comuni agli animali che dormono: un cervello ed un sistema nervoso relativamente complessi. In particolare, un cervello attraverso cui i segnali sono trasmessi da molecole chiamate neurotrasmettitori.

Ora, cerchiamo di capire cosa sono i neurotrasmettitori:

Tra le cellule nervose ci sono dei piccoli incroci chiamati sinapsi. Quando una cellula ha un messaggio da passare al suo vicino, spesso lo invia in forma chimica come uno sciame di molecole (neurotrasmettitori), che si attaccano ai recettori presenti sulla cellula ricevente.

“Questo processo molecolare è comune a tutti gli organismi che dormono”, dice Cantor. “Esiste nella stragrande maggioranza delle sinapsi nel sistema nervoso, indipendentemente dalla complessità.” Ma questo processo si è evoluto con uno svantaggio. Nel corso del tempo, un mare di neurotrasmettitori può accumularsi nella sinapsi, interferendo con la sua capacità di funzionare correttamente. Ciò che è necessario è un processo per lavare via queste molecole. Questo processo avviene in modo più efficiente quando dormiamo. Cantor aveva accarezzato questa idea per qualche tempo, quando, nel 2012, ha ricevuto un notevole impulso dalla scoperta di alcuni neuroscienziati: una rete di vasi che hanno il compito compito di lavare via i fluidi fra le cellule del cervello: il “sistema glinfatico”. Un anno dopo è emerso che il sistema glinfatico è più attivo durante il sonno. “Ho letto un po ‘su il sistema glinfatico nel corso degli ultimi anni”, dice Cantor. “Quello che mi ha colpito è che, per quanto ne so, nessuno ha sistematicamente analizzato esattamente quali sostanze sono presenti nel fluido che viene lavato via.”
L’ipotesi è che i neurotrasmettitori siano particolarmente abbondanti nel fluido. Se questo è vero, tutto ciò offre una spiegazione per l’origine del sonno: lavare via i neurotrasmettitori è così importante per il sistema nervoso che, per ottimizzare questo processo, gli animali hanno cominciato a dormire – nonostante gli svantaggi portati dalla perdita di coscienza.
Il sonno quasi certamente svolge un ruolo importante in questo tipo di pulizia cerebrale, dice Walker. Ma non possiamo essere sicuri che questo è stato il singolo fattore che ha causato l’origine del sonno. Il problema è che il sonno potrebbe essersi evoluto prima, e poi il cervello e il sistema nervoso abbiano sfruttato l’opportunità per pulire le molecole indesiderate dal cervello visto che l’impatto del sonno è presente su tutti i principali sistemi del corpo.

Questo è un problema comune che i biologi evoluzionisti devono affrontare quando si cerca di capire il motivo per cui si sono evolute alcune particolari caratteristiche: l’evoluzione ha infatti la tendenza a riutilizzare le cose. Per esempio, la respirazione è molto importante per introdurre ossigeno e rimuovere dell’anidride carbonica, ma ora è anche cruciale per linguaggio umano. “Nessuno potrebbe affermare che il sistema [respiratorio] [inizialmente] sia servito per consentire la produzione di parole”, dice Rial.
Individuare il fattore, o fattori, che hanno portato all’origine del sonno è veramente una sfida perché il sonno ha così tanti effetti benefici. Quando si dorme di meno infatti non è solo il cervello ad affaticarsi: la riproduzione, le funzioni metaboliche, cardiovascolari, la termoregolazione ed il sistema immunitario ne risentiranno. In linea di principio, l’evoluzione del sonno potrebbe essere stato spinta dai benefici che porta ad uno qualsiasi di questi sistemi.

Il sonno è uno stato in cui entriamo per riparare i sistemi che vengono messi sotto stress, quando siamo svegli.

“Prima facevamo la domanda: ‘Il sonno non serve a niente, o serve a qualcosa?’ “, Dice Walker. “Ora siamo stati costretti a capovolgere la domanda e chiedere se c’è qualcosa che non sia migliorata di sonno, o compromessa da privazione del sonno. E attualmente la risposta è ‘no’ “.
Fortunatamente, la Terra è ancora a la casa per i rappresentanti di alcuni dei primi gruppi di animali viventi: le meduse ad esempio, che possono mostrare una forma primitiva di sonno . È probabile che studiando questi animali più “primitivi” riusciremo a capire ciò che in origine ha spinto la comparsa del sonno, dice Allada.
Anche gli organismi unicellulari, almeno quelli che vivono per più di 24 ore, potrebbero darci degli indizi. “Mostrano fasi di quella che noi chiamiamo attività cellulare attiva e passiva”, dice Walker. “Questo potrebbe essere visto come un precursore del sonno.”
Walker offre un pensiero finale. “Questa è un’idea che è stata suggerita da alcuni altri ricercator: potrebbe essere che stiamo facendo le domande sbagliate?”

Che dire di questa ipotesi: il sonno è stato il primo stato di vita e fu dal sonno che lo stato di veglia è emerso.

Tutte le spiegazioni per il sonno che abbiamo guardato in ultima analisi, si riducono alla stessa cosa: il sonno è uno stato entriamo per fissare i sistemi che vengono messi sotto stress quando siamo svegli. Il dibattito è stato quale sistema sia quello cruciale. Ma si potrebbe trasformare questa argomentazione e dire che il sonno è così favorevole che la domanda è in realtà il motivo per cui gli animali si siano presi la briga di svegliarsi. Forse è in realtà è lo stato di veglia, dannoso per molti aspetti, che è un mistero evolutivo, non il dormire.
“Penso che probabilmente è un’ipotesi ridicola – dice Walker – ma non è neanche del tutto irragionevole.”