Descrizione del progetto
Approfondire la fatica mentale
La fatica mentale può derivare da vari fattori, come un periodo di veglia prolungato o lo svolgimento di compiti cognitivi impegnativi. Il progetto SleepingAwake, finanziato dal CER, si propone di chiarire i meccanismi neurali alla base della fatica proponendo l’ipotesi centrale secondo cui le intrusioni localizzate di sonno all’interno del cervello sveglio contribuirebbero a tale stato. Nei casi di privazione del sonno, nei soggetti svegli possono comparire onde lente caratteristiche ad alta ampiezza simili a quelle osservate durante il sonno vero e proprio. SleepingAwake si propone di caratterizzare le manifestazioni fisiologiche delle onde lente nella veglia, di esplorare la loro associazione con i cambiamenti metabolici nel cervello, di valutare se tali onde possano prevedere esiti positivi e di approfondire il potenziale di modulazione insito in queste onde in relazione all’obiettivo di migliorare le prestazioni cognitive. Il progetto punta a chiarire la presenza del sonno localizzato, a prevedere le sue funzioni adattive e ad esplorare metodi volti a modularne la frequenza.
Obiettivo
What happens in our brains when we get tired? Mental fatigue can occur for diverse reasons, through extended periods of wakefulness or following intense cognitive efforts. In other words, fatigue can be both time and use-dependent. My core hypothesis is that both processes are underpinned by local intrusions of sleep in the awake brain.
Sleep and wakefulness are not mutually exclusive states. When animals are sleep deprived, high-amplitude slow waves (SWs), a hallmark of sleep, can be locally observed in awake individuals. These wake SWs have been linked to impaired cognitive performance. I have further shown that these wake SWs can be observed without sleep deprivation when participants perform demanding tasks. These wake SWs predict objective (errors) and subjective (e.g. mind wandering) markers of attentional lapses. However, the underlying mechanisms driving SWs remain unclear; why do they occur? How well do they predict the cognitive consequences associated with fatigue? And can they be externally modulated?
To answer these questions, I will first describe the physiological signatures of wake SWs, from single-neuron to whole-brain activity. Second, I will seek to explain the occurrence of wake SWs by testing their association with the metabolic changes within the brain. Third, whereas wake SWs have been so far associated with adverse behaviors (lapses of attention), I will examine whether wake SWs could also predict positive outcomes, such as creative insights. Finally, I will investigate the possibility of modulating wake SWs and improving cognitive performance.
Through this project, I will build a novel neurophysiological account of fatigue from the ground up by describing what local sleep is, explaining why it occurs, predicting its adaptative purposes, and modulating how frequently it occurs. This ambitious research program will generate critical novel insights into the neural mechanisms underlying the everyday phenomenon of fatigue.
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
75654 Paris
Francia