Il sonno… un processo indispensabile per tutti gli animali

Il sonno… un processo indispensabile per tutti gli animali

Articolo di Gabriele La Malfa

A livello di mera definizione il sonno è lo stato di riposo contrapposto alla veglia, una periodica sospensione dello stato di coscienza durante cui l’organismo “recupera energia”. A livello più “tecnico” si può fare una distinzione tra definizione fisiologica e comportamentale:

• da un punto di vista fisiologico il sonno è uno stato caratterizzato da incoscienza reversibile, da particolari modelli di onde cerebrali, da movimenti sporadici degli occhi e da perdita di tono muscolare;
• da un punto di vista comportamentale il sonno è uno stato, che generalmente si ripete su una base di 24 ore, caratterizzato dalla non-reattività agli stimoli esterni, dall’adozione di una postura tipica e dall’occupazione di un sito protetto.

La definizione fisiologica ha chiaro riscontro nei mammiferi e negli uccelli, mentre in altri animali con cervelli “meno” complessi ci si affida preferibilmente alla definizione comportamentale, per giungere ad animali molto semplice, come ad esempio i moscerini della frutta, dove la definizione comportamentale del sonno è l’unica possibile.

Recenti studi hanno dimostrato come il sonno sia un meccanismo che, pur avendo subito varie “evoluzioni”, ha origini molto antiche. La necessità di uno stato periodico di incoscienza in cui l’organismo (e in primis il cervello) possa rigenerarsi è insito nella natura di tutti (o quasi) gli animali.

Il periodo di sonno necessario varia notevolmente da specie a specie, anche nell’ambito di una stessa classe, ad esempio nei mammiferi si va dalle appena 3 ore al giorno dei cavalli alle 18-20 ore al giorno di alcuni pipistrelli.
In linea di massima il fabbisogno giornaliero di sonno è legato alle dimensioni dell’animale, più grande è meno necessita di dormire, e alla dieta alimentare, i carnivori dormono più degli onnivori e ancor più degli erbivori. Ad influire molto sono anche il metabolismo basale, la massa cerebrale e la massa cerebrale relativa (in rapporto alle dimensioni).

Sebbene con modalità e tempistiche differente il sonno è un processo necessario, la sua privazione non può prolungarsi ad oltranza, da prima porta a disfunzioni comportamentali/funzionali sempre più evidenti e alla fine culmina, addirittura, con la morte.
Per le specie animali che devono stare in continuo movimento, come ad esempio i cetacei ed alcuni uccelli e rettili, il dover dormire potrebbe rappresentare un serio problema, tuttavia l’evoluzione lo ha egregiamente risolto con il “sonno uniemisferico”: la capacità di dissociare l’attività dei due emisferi del cervello in modo che possano dormire in maniera alternata. Logicamente durante il “sonno uniemisferico” l’attività elettroencefalografica dei due emisferi presenta una chiara asimmetria .

La divisione di sonno REM (Rapid Eye Movement, movimento rapido dell’occhio) e NREM (Non REM) è stata riscontrata solo nei mammiferi e negli uccelli, inducendo a pensare che possa avere una certa relazione con l’evoluzione dell’omeotermia.
Il sonno permette il consolidamento delle connessioni cerebrali. Per dirla in modo meno tecnico, il sonno aiuta il cervello a fare ordine, ad elaborare i ricordi e le esperienze fatte durante la giornata.
Secondo una recente teoria elaborata dal neuro-scienziato italiano Giulio Tononi, il sonno favorisce la flessibilità del cervello indebolendo le connessioni neurali, favorendo così l’eliminazione delle connessioni inutili e/o superflue.

Nei mammiferi e negli uccelli il sonno si divide in 5 fasi progressive e in parte cicliche, la quinta fase è rappresentata dal sonno REM. In essa l’attività cerebrale, sebbene con dinamiche differenti rispetto allo stato di veglia, è intensa (il notevole consumo di ossigeno e glucosio da parte del cervello ne è una testimonianza), la maggior parte dei sogni avvengono proprio in questa fase.
Il sonno REM non è continuo, ma si alterna con fasi di sonno NREM. Nell’uomo adulto si hanno normalmente 3-4 fasi REM per notte, della durata di circa 20 minuti ognuna (la durata del sonno REM tende a decrescere con l’età e risulta massima nei neonati).

Volendo fare il punto della situazione sul motivo per cui “tutti” dobbiamo dormire, le teorie più accreditate sono cinque:

Teoria della “pulizia”: da recenti studi effettuati sui topi (Università di Rochester e Università di Copenaghen) è emerso che mentre si dorme il cervello ha un sofisticato sistema di autopulizia, che sfrutta l’espansione in volume di una rete di canali tra i neuroni, permettendo al liquido cerebrospinale di scorrervi in misura maggiore. Questo processo permetterebbe di smaltire con maggiore efficienza prodotti di scarto del metabolismo, come le proteine beta-amiloidi. Si ritiene che l’effetto ristoratore del sonno sia legato, almeno in parte, proprio a tale processo;

Teoria del recupero: il sonno avrebbe la funzione di rigenerare l’organismo, più nello specifico una funzione di recupero sull’organismo nelle fasi NREM e una funzione di recupero e fissazione della memoria durante le fasi REM.

Teoria dell’apprendimento: il sonno, soprattutto il sonno REM, avrebbe un ruolo determinante per la maturazione del sistema nervoso centrale, in particolare nel processo di fissazione delle informazioni apprese durante la veglia nella memoria a lungo termine. Non a caso nelle fasi REM c’è un consistente aumento dell’attività cerebrale rispetto alle fasi NREM. I neonati presenterebbero una percentuale maggiore di sonno REM rispetto agli adulti e agli anziani proprio in relazione alle maggiori capacità di apprendimento.

Teoria della conservazione dell’energia: durante il sonno si assiste a una riduzione dell’attività metabolica del 10% e della temperatura del corpo. Questo può risultare poco significativo per l’uomo odierno, ma assume grande rilevanza dal punto di vista evolutivo; gli animali omeotermi, come mammiferi e uccelli, necessitano di un notevole dispendio di energia per mantenere costante la temperatura corporea, la riduzione di temperatura che si verifica soprattutto durante le prime fasi del sonno servirebbe a preservare energia.

Teoria evolutiva: il sonno si sarebbe sviluppato in relazione alle influenze dell’ambiente e più nello specifico al rapporto preda-predatori. Durante il sonno le prede attraggono meno l’attenzione dei predatori, ma sono anche più vulnerabili poiché meno sensibili agli stimoli; questo spiegherebbe in parte perché gli erbivori tendono a dormire per brevi periodi. Diversamente i predatori, essendo meno in pericolo, possono dormire più a lungo.

Ovviamente nessuna di queste teorie esclude le altre, anzi probabilmente rappresentano delle concause, d’altronde prese singolarmente risultano “riduttive” per spiegare il “meccanismo” del sonno, frutto di svariati milioni d’anni di evoluzione.

Caenorhabditis elegans

Il Caenorhabditis elegans (un verme nematode) è l’organismo più primitivo in cui è stato possibile osservare stati assimilabili al sonno. In esso uno stato di quiescenza (detto “lethargus”) si verifica per brevi periodi prima di ogni muta, fatto che potrebbe indicare come primordialmente il sonno fosse connesso ai processi di sviluppo.

orso che dorme

Lo stato di torpore in cui cadono diversi tipi di animali durante la stagione sfavorevole, detto letargo, non è da confondersi col sonno. Proprio a testimonianza di ciò l’orso bruno durante il letargo invernale lo interrompe un paio di volte così da poter dormire (Il letargo riduce notevolmente il bisogno di dormire, ma non lo annulla del tutto).

Rispondi