Con l’elettroencefalografia (EEG) si può studiare l’attività elettrica cerebrale sia durante la veglia sia nei ritmi del sonno. Molti studiosi fino al 1945 ritenevano che lo stato di veglia venisse mantenuto attivo da stimoli sensoriali e che il cervello si addormentasse quando la fatica provocava una diminuzione degli stimoli periferici.
Tre la fine del 1940 e gli inizi del 1950 Moruzzi Horace Magoun (Moruzzi e Mogoun, 1949) effettuarono una serie di esperimenti e conclusero che è l’attività tonica della formazione reticolare, indotta dai segnali sensoriali, che mantiene sveglio il cervello, mentre la riduzione della formazione dell’attività reticolare induce il sonno.
LA REGOLAZIONE DEL SONNO E DELLA VEGLIA
Con l’evolversi degli studi si è compreso che, il sonno e la veglia seguono un ritmo circadiano di 24 ore, questi ritmi vengono definiti endogeni e non richiedono la presenza di alcun tipo di stimolo ambientale, ma hanno bisogno di un orologio interno, biologico che nella maggior parte dei mammiferi è costituito dal nucleo sovrachiasmatico dell’ipotalamo anteriore, che viene influenzato dalla luce mediante il tratto retino – ipotalamico, una via che si dalla retina arriva fino al nucleo sovrachiasmatico (Kandel, 2003)
LE FASI DEL SONNO: RITMI EEG
Nathaniel Kleitman, Eugene Aserinsky nel 1953 e William Dement (1958) scoprirono che il sonno non è un processo unitario, ma comprende due fasi fondamentali, una fase REM (rapid – eye movement) e una fase non REM, questi due momenti si susseguono in maniera ciclica seguendo uno schema ben strutturato.
IL SONNO NON-REM
Nel sonno non-REM si ha un’attività neuronale debole, l’attività metabolica e la temperatura cerebrale raggiungono valori minimi, l’attività ortosimpatica diminuisce e la frequenza cardiaca e la pressione arteriosa si riducono, inoltre l’attività parasimpatica aumenta e il tono muscolare ed i riflessi restano invariati.
Il sonno non-REM viene suddiviso in quattro stadi caratteristici, a seconda dei ritmi EEG:
- Lo stadio uno è rappresentato dalla fase di transizione che va dalla veglia alla fase iniziale del sonno e dura molti minuti. I soggetti svegli presentano un’attività di EEG (elettroencefalogramma) di basso voltaggio. Durante tutta questa fase viene a mancare qualsiasi attività muscolare e non si osservano rapidi movimenti oculari.
- Lo stadio due è caratterizzato da onde sinusoidali dette fusi del sonno e da onde bifasiche ad elevato voltaggio, dette complessi K.
- Nello stadio tre l’EEG è caratterizzato dalla presenza di onde delta.
- Nello stadio quattro invece, l’attività delle onde delta/lente aumenta.
Nell’uomo, infatti, gli stadi tre e quattro vengono definiti come sonno ad onde lente.
IL SONNO REM
Durante il sonno REM l’attività registrata in EEG ritorna ad un basso voltaggio e con una frequenza mista. È facile notare come i tracciati EEG risultino molto simili a quelli dello stato di veglia, questo perché durante questa fase le caratteristiche di scarica neuronali sono simili a quelle che vengono rilevate durante lo stato di veglia.
In questa fase vi è inoltre un aumento dell’attività nervosa, della temperatura e dell’attività metabolica cerebrale, si ha la scomparsa del tono di quasi tutti i muscoli scheletrici e restano attivi soltanto quelli che permettono il movimento oculare, quello del diaframma e dell’orecchio medio e si possono osservare anche involontarie scosse muscolari fasiche.
I meccanismi omeostatici vengono attenuati e il respiro diventa relativamente insensibile alle variazioni di anidride carbonica ematica, si riducono o scompaiono le risposte al caldo e al freddo e di conseguenza la temperatura del corpo tende a scendere verso la temperatura ambientale.
L’addormentarsi e di conseguenza il sonno notturno sono fasi della giornata che ognuno compie in maniera automatica e naturale, ma sono eventi complessi che a livello corporeo scatenano una serie di funzioni che permettono il naturale ciclo giornaliero.
Bibliografia
Aserinsky, E. & Kleitman, N. (1953). Regularly occurring periods of eye motility, and concomitant phenomena, during sleep. Science, 118(3062), 273-274.
Dement, W. & Wolpert, E. A. (1958). The relation of eye movements, body motility, and external stimuli to dream content. Journal of experimental psychology, 55(6), 543.
Kandel, E. R., Schwartz, J. H. & Jessell, T. M. (2003). Principi di neuroscienze. S. A. Siegelbaum, A. J. Hudspeth, V. Perri, & G. Spidalieri (Eds.). Milano: Cea.
Moruzzi, G. & Magoun, H. W. (1949). Brain stem reticular formation and activation of the EEG. Electroencephalography and clinical neurophysiology, 1(1-4), 455-473.
