Sonno e memoria: quale correlazione?

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Il sonno è una condizione naturale e reversibile

E’ caratterizzata dalla perdita di coscienza, ridotta risposta agli stimoli esterni e relativa inattività.

Trascorriamo il 30 per cento della nostra vita dormendo, ma ancora non abbiamo una risposta definitiva del perché dormiamo. Che il sonno sia comunque un elemento fondamentale lo dimostra il fatto che l’insonnia e la deprivazione di sonno causano numerose patologie fisiche e psichiche, inoltre animali deprivati di sonno muoiono in poche settimane. (1)

Da sempre i sogni incuriosiscono l’uomo

donna-che-dorme-su-letto-volanteIl sonno e i sogni hanno da sempre rappresentato un motivo di grande interesse per l’uomo e nell’antica Grecia sia al sonno (Ypnos) che al sogno (Morpheus) era riconosciuto un posto nell’Olimpo degli Dei.

Anche  filosofi, religiosi, scrittori, pittori ed artisti in generale si sono interessati al sonno, non sempre con accezioni positive, da alcuni considerato fratello della morte, da altri un momento di vita perso.

Una ricerca scientifica sul sonno e le sue funzioni è iniziata solo dopo il 1929, quando lo psichiatra tedesco Hans Berger effettuò la prima registrazione elettroencefalografica. (2)

Durante il sonno avvengono funzioni importantissime

uomo-che-dorme-in-un-lettoDa allora le ricerche si sono sviluppate rapidamente e sebbene una risposta definitiva del perché dormiamo sia ancora oggetto di discussione, oggi sappiamo che il sonno non è una fase  passiva della nostra vita, ma una condizione in cui svolgiamo molte funzioni fondamentali sia per la nostra mente che per il nostro corpo.

E’ indispensabile per la nostra salute e il nostro benessere così come mangiare o bere.

Le ricerche degli ultimi decenni ci dicono ormai in modo inconfutabile quanto il sonno sia necessario per la salute del nostro cervello e per il suo funzionamento.

Dormire bene è indispensabile per la memoria

Un buon sonno aumenta l’attenzione, favorisce la concentrazione, aumenta il controllo emotivo, favorisce la creatività, riduce ansia e depressione ed è indispensabile per la memoria e per il suo consolidamento.

In passato si riteneva che il sonno avesse un ruolo passivo sulla memoria, riconoscendole una funzione di protezione dall’interferenza di nuovi stimoli. Attualmente si ritiene che il sonno abbia un ruolo attivo durante il quale le informazioni acquisite vengono immagazzinate in una memoria più stabile (consolidamento della memoria). (3)

Durante il giorno le informazioni che riceviamo dall’ambiente vengono temporaneamente depositate in una zona del cervello chiamato ippocampo, che fa parte del sistema limbico, e che possiamo considerare come una memoria di passaggio, soggetta ad un rapido deterioramento.

Inoltre poichè la capacità di contenere informazioni da parte dell’ippocampo non è infinita, è necessario una periodica pulizia della stessa per poter acquisire altre informazioni che altrimenti verrebbero a sovrascrivere quelle già esistenti.

Quando dormiamo immagazziniamo i dati

donna-che-sbadiglia-con-mascherina-copri-occhiE’ solo durante il sonno, in assenza di nuovi stimoli ambientali, che i contenuti della memoria a breve termine vengono rielaborati.

Le informazioni inutili vengono eliminate, mentre quelle necessarie vengono trasferite alla neocorteccia frontale (la parte anteriore del cervello) che è la sede della memoria a lungo termine, attraverso un processo definito di consolidamento della memoria.

In questo modo, tutte le informazioni considerate più importanti per le nostre attività future vengono salvate in una memoria più stabile (neocorteccia), mentre l’ippocampo viene liberato di tutte le informazioni ed è pronto il giorno seguente ad incamerare altri dati.

Se non dormiamo, non creiamo ricordi

Se non dormiamo o abbiamo un sonno di qualità scadente, questi processi non avvengono e il giorno seguente facciamo difficoltà a immagazzinare altre informazioni.

Il processo di trasferimento di informazioni dalla memoria a breve termine a quella a lungo termine non è comunque un semplice spostamento di dati.

I contenuti vengono rielaborati e confrontati con le informazioni già presenti nella memoria a lungo termine, vengono create associazioni, in un processo che possiamo considerare di continuo apprendimento.

I contenuti delle nuove memorie vengono inoltre modificati anche in funzione di una migliore integrazione con quanto già presente nella memoria a lungo termine. (4)

Quanto ritenuto utile per le attività future viene protetto dall’interferenza di nuove informazioni simili (stabilizzazione) e avviene un rafforzamento di quelle memorie che favoriscono la migliore esecuzione di un compito. (5)

Il sonno è importante per creare una memoria stabile

Quindi il sonno non solo è importante per permettere il giorno seguente di acquisire nuove informazioni, ma anche per salvare in una memoria stabile le informazioni utili che abbiamo acquisito. Se dormiamo bene dopo avere acquisito nuovi dati, gli stessi vengono conservati in maniera più stabile nel tempo e abbiamo una migliore capacità di recupero. (6-7-8)

pianoforte-con-spartitoGli effetti benefici del sonno sulla memoria non riguardano soltanto la memoria cognitiva, anche se questa è stata la più studiata, ma anche altre tipologie di memorie, come ad esempio la memoria delle attività motorie (9-10-11) e la memoria emotiva. (12)

Se un pianista o un atleta si allenano su alcuni esercizi e se all’allenamento segue un sonno di qualità, avrà migliori prestazioni il giorno seguente perché nel sonno la memoria dei movimenti appresi viene continuamente raffinata in un processo di costante apprendimento.

Gli effetti benefici del sonno sulla memoria sono inoltre tanto più evidenti quando minore è il lasso di tempo trascorso tra apprendimento e fase di sonno. (13-14)

E’ basilare avere un sonno continuativo

Tutto il periodo di sonno è importante per la memoria, ma è soprattutto necessario che le fasi N-REM e le fasi REM si sviluppino in modo sequenziale (15) per avere una efficacia maggiore.

donna-che-sogna-di-volare-dentro-una-barcaSi è dimostrato che i processi di riattivazione, trasferimento e consolidamento avvengono soprattutto nella fase N-REM (16-17) che prevale nella prima fase della notte.

La fase REM (Rapid Eye Movements) o del sogno, che prevale nella seconda fase della notte,  favorisce l’ulteriore consolidamento delle nuove memorie a livello corticale attraverso un processo di potenziamento sinaptico (18-19), inoltre favorisce il confronto e le associazioni dei contenuti memorizzati, facilitando il processo di creatività.

Non raramente alcune grandi scoperte sono avvenute proprio al risveglio da un sogno.

Si narra che Mendelev, che stava sviluppando da anni la tavola degli elementi, abbia trovato la soluzione proprio svegliandosi da un sogno e queste circostanze sono state riferite anche per altre intuizioni.

Tamara-de-Lempicka-la-ragazza-dormiente-Kizette

Tamara de Lempicka (1898-1980), “The Sleeping Girl (Kizette)”, 1933.

Concludendo

Il sonno non è comunque uguale in tutte le fasi della vita, da neonati si trascorre domendo circa 16-18 ore al giorno, con una caratteristica del sonno definito polifasico, in cui cioè le fasi di sonno e di veglia si susseguono ininterrottamente.

Man mano che cresciamo tendiamo ad avere un sonno monofasico, che cioè si svolge tutto durante una sola fase notturna e dura circa 7-8 ore.

Con l’invecchiamento aumentano le difficoltà a dormire, il sonno diviene più frammentato anche se il nostro fabbisogno di sonno resta sostanzialmente di 7-8 ore come per gli adulti.

E’ frequente per l’anziano fare brevi pisolini durante la giornata, mentre la notte si possono avere risvegli più o meno prolungati. Il risultato è che in età avanzata, più che una riduzione delle ore dormite nelle 24 ore, si riscontra un sonno di scarsa qualità.

Di conseguenza, anche le funzioni del sonno sono meno efficaci e tra queste il consolidamento della memoria.

Non raramente si possono riscontrare disturbi della memoria soprattutto a breve termine e molto spesso si teme che ciò possa rappresentare il primo sintomo di un decadimento mentale che poi evolva verso la demenza.

Più spesso il deficit di memoria è invece attribuibile ad un sonno qualitativamente o quantitativamente scadente, per cui dormire bene è sempre importante, ma lo è ancora di più nella terza età per mantenere un buon funzionamento cerebrale.

 

 

Bibliografia

1) Rechtschaffen A, Bergmann BM. Sleep deprivation in the rat by the disk-over-water

method. Behav Brain Res 69: 55–63, 1995

2) Berger, H. 1929. U ̈ ber das Elektrenkephalogramm des Menschen (On the human elec- troencephalogram). Archiv f. Psychiatrie u. Nervenkrankheiten 87:527–70.

3) ABOUT SLEEP’S ROLE IN MEMORY, Björn Rasch and Jan Born, Physiol Rev 93: 681–766, 2013

4) Wagner, U., Gais, S., Haider, H., Verleger, R. & Born, J. Sleep inspires insight. Nature 427, 352–355 (2004). An experimental demonstration that sleep promotes insight into a logical problem, which can be considered a behavioural proof that memory representations undergo qualitative changes during sleep.

5) Korman, M. et al. Daytime sleep condenses the time course of motor memory consolidation. Nature Neurosci. 10, 1206–1213 (2007).

6) Marshall, L. & Born, J. The contribution of sleep to hippocampus-dependent memory consolidation.

Trends Cogn. Sci. 11, 442–450 (2007).

7) Robertson, E. M., Pascual-Leone, A. & Miall, R. C. Current concepts in procedural consolidation. Nature

Rev. Neurosci. 5, 576–582 (2004).

8) 10. Smith, C. Sleep states and memory processes in humans: procedural versus declarative memory

systems. Sleep Med. Rev. 5, 491–506 (2001).

9) Plihal, W. & Born, J. Effects of early and late nocturnal sleep on declarative and procedural memory. J. Cogn.

Neurosci. 9, 534–547 (1997).

10) Fischer, S., Hallschmid, M., Elsner, A. L. & Born, J. Sleep forms memory for finger skills. Proc. Natl Acad.

Sci. USA 99, 11987–11991 (2002

11) Walker, M. P., Brakefield, T., Hobson, J. A. &

Stickgold, R. Dissociable stages of human memory consolidation and reconsolidation. Nature 425, 616–620 (2003).

12) Nishida, M., Pearsall, J., Buckner, R. L. & Walker, M. P.

REM sleep, prefrontal theta, and the consolidation of human emotional memory. Cereb. Cortex 19, 1158–1166 (2009).

13) Gais, S., Lucas, B. & Born, J. Sleep after learning aids memory recall. Learn. Mem. 13, 259–262 (2006).

14) Talamini, L. M., Nieuwenhuis, I. L., Takashima, A. & Jensen, O. Sleep directly following learning benefits consolidation of spatial associative memory. Learn.

Mem. 15, 233–237 (2008).

15) Giuditta, A. et al. The sequential hypothesis of the function of sleep. Behav. Brain Res. 69, 157–166 (1995)

16) Plihal, W. & Born, J. Effects of early and late nocturnal sleep on declarative and procedural memory. J. Cogn. Neurosci. 9, 534–547 (1997).

17) Diekelmann, S., Wilhelm, I. & Born, J. The whats and whens of sleep-dependent memory consolidation. Sleep Med. Rev. 13, 309–321 (2009).

18) Dudai, Y. The neurobiology of consolidations, or, how stable is the engram? Annu. Rev. Psychol. 55, 51–86 (2004).

19) Frankland, P. W. & Bontempi, B. The organization of recent and remote memories. Nature Rev. Neurosci. 6, 119–130 (2005).

 

 

Photo credits pbs.org, Dreams, Reader’s Digest, Edizioni Il Punto d’Incontro, Vogue, Glamour

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