Rappresentare per immagini i cicli sonno-veglia
L’importanza del sonno per una corretta funzione cognitiva è da tempo riconosciuta, ma i processi fisiologici coinvolti sono ancora poco compresi. Il sonno è uno stato complesso, e collegare l’attività dendritica nella corteccia del cervello ai cicli sonno-veglia dovrebbe contribuire a fornire nuove informazioni sulla funzione del sonno. A tal fine è stato avviato il progetto PERISLEEP. I dendriti sono proiezioni ramificate dei neuroni dove si forma la maggior parte delle sinapsi, e rappresentano quindi il principale “hub” per l’elaborazione e l’integrazione delle informazioni, e molto probabilmente il substrato fisico delle nostre memorie. I ricercatori combineranno registrazioni ottiche (Ca2+ imaging, misurazione del calcio libero) ed elettroencefalografia per comprendere la correlazione tra i diversi stati del cervello (sonno vs. stato di veglia) e le modifiche nell’attività dendritica nella corteccia. Durante un ciclo sonno-veglia il nostro cervello passa attraverso quattro stati principali: veglia attiva, veglia rilassata, sonno NREM (“calmo”), sonno REM. I fusi corticali (9-16 Hz) sono un tipo di attività cerebrale generalmente osservata durante i cicli di sonno NREM, soprattutto durante il passaggio dal sonno NREM a quello REM. Si è ripetutamente osservato che queste onde cerebrali sono collegate alla plasticità sinaptica e ai processi mnemonici nell’uomo e negli animali. I ricercatori hanno già sviluppato tecniche per la misurazione di Ca2+ dai dendriti di roditori sia durante il sonno che nel movimento libero. Hanno registrato continuativamente l’attività dendritica per oltre 15 ore durante tutti i principali stati cerebrali. Cosa interessante, non solo l’attività dendritica era al massimo durante la transizione da NREM a REM, ma l’attività dei fusi era altamente predittiva dei cambiamenti nell’attività dendritica. I ricercatori valuteranno le implicazioni funzionali di questi risultati attraverso esperimenti sui roditori. Sottoporranno i roditori a diverse situazioni di veglia, valuteranno i cambiamenti nell’attività dendritica durante i cicli sonno-veglia e determineranno l’impatto sulla plasticità sinaptica. I risultati del progetto dovrebbero chiarire l’impatto dell’attività dendritica e del sonno su funzioni importanti come apprendimento e memoria, oltre che sulla plasticità sinaptica. Ciò dovrebbe attrarre maggiori finanziamenti e favorire ulteriori attività di ricerca con applicazioni per il trattamento dei disturbi del sonno e dell’apprendimento.
Parole chiave
Cicli sonno-veglia, funzione cognitiva, dendrite, plasticità, fibra ottica, calcio
