Roma – Il locus coeruleus, LC, una regione del tronco encefalico, ha mostrato di avere un ruolo importante nell’organizzazione del sonno, il che potrebbe avere implicazioni sul trattamento dei disturbi del sonno, che colpiscono un numero sempre maggiore di persone, con conseguenze potenzialmente gravi per la loro salute. Lo rivela uno studio dei ricercatori dell’Università di Losanna, pubblicato su Nature Neuroscience. Il sonno dei mammiferi è costituito da cicli tra due stati: il sonno non-NREM, non-rapid eye movement, e il sonno REM, rapid eye movement. Tuttavia, le regole che governano questi cicli rimangono poco comprese. Finora la LC è stata conosciuta come il principale regolatore della capacità di reagire a situazioni difficili durante la veglia, non il sonno. Lo studio condotto da Anita Lüthi, dell’Università di Losanna, mostra ora che la LC determina quando è possibile la transizione tra i due stati di sonno, dimostrando che questa area cerebrale è cruciale per la normale ciclicità degli stati di sonno. Inoltre, la squadra di ricerca ha scoperto che le esperienze durante il giorno, in particolare lo stress, interrompono l’attività della LC durante il sonno e si traducono in un ciclo del sonno disorganizzato e risvegli troppo frequenti. Queste scoperte forniscono spunti cruciali per una migliore comprensione dei disturbi del sonno e potrebbero portare a trattamenti migliori. La LC, da tempo riconosciuta come il centro della produzione di noradrenalina, l’ormone primario che governa la nostra capacità di rispondere alle sfide ambientali mobilitando il cervello e il corpo, è essenziale per la veglia cognitiva. Durante il sonno, la sua attività diventa fluttuante, alternando picchi e avvallamenti a intervalli di circa 50 secondi. Il ruolo di questa attività è rimasto poco compreso fino ad ora. Grazie all’implementazione di tecnologie avanzate, i neuroscienziati dell’UNIL sono stati in grado di colpire specificamente i percorsi neuronali in questa regione del cervello nei topi. “Abbiamo scoperto che sia i picchi che gli avvallamenti dell’attività fluttuante della LC svolgono ruoli chiave nell’organizzazione del sonno. “Questo è un nuovo elemento strutturale del sonno; funziona in qualche modo come un orologio”, ha detto Georgios Foustoukos, uno dei tre autori principali dello studio. I risultati mostrano che il sonno è composto da unità strutturali precedentemente sconosciute, durante le quali due funzioni sono coordinate in sequenza. Nel corso dei picchi di attività LC, parte del cervello sottocorticale entra in uno stato più simile alla veglia, grazie alla noradrenalina, consentendo una vigilanza inconscia verso l’ambiente e i potenziali pericoli.
Una notte di riposo alterna ciclicamente stati di sonno non-NREM (non-rapid eye movement) e REM (rapid eye movement). Lo studio dell’UNIL mostra che una regione del cervello chiamata “locus coeruleus” (in verde) svolge un ruolo importante nella regolazione di questi cicli. La traccia verde a sinistra mostra l’attività fluttuante del locus coeruleus durante il sonno normale in un topo. La traccia a destra mostra lo stesso topo dopo essere stato esposto a una fase di stress durante il giorno. I cicli del suo sonno sono interrotti e si sveglia più frequentemente a causa di fluttuazioni più forti nell’attività neuronale del locus coeruleus.
Credito
A. Lüthi, G. Foustoukos, LMJ Fernandez (UNIL)
Al contrario, durante i periodi di flessione, sono possibili transizioni al sonno REM. In condizioni normali, il sonno NREM umano è costituito da quattro stadi distinti che includono gli stadi più profondi del sonno. Il sonno REM, inoltre, è caratterizzato da un’elevata attività cerebrale associata ai sogni e occupa circa un quarto della notte. Una notte tipica alterna in modo coordinato tra stati NREM e REM, consentendo al corpo e alla mente di riposare e recuperare. I neuroscienziati dell’UNIL hanno identificato la regione LC come custode di queste transizioni, controllando con precisione quando può verificarsi il passaggio dal sonno NREM a quello REM, in particolare nei momenti in cui la sua attività è bassa. Al contrario, gli scienziati hanno scoperto che, quando l’attività LC è elevata, viene rilasciata più noradrenalina nel cervello, rendendo certe aree del cervello più inclini a risvegliarsi, ma senza effettivamente svegliare l’organismo. Questo stato rappresenta un tipo di eccitazione precedentemente sconosciuto che genera una vigilanza verso l’ambiente e il corpo durante il sonno, facilitando un risveglio completo e rapido in caso di emergenza. “In altre parole, il cervello è semi-veglio a livello sottocorticale mentre è addormentato a livello corticale”, ha spiegato Lüthi. Un’altra importante intuizione di questo studio è l’osservazione che le esperienze stressanti durante la veglia nei topi possono interrompere il sonno aumentando l’attività della LC, che ritarda l’inizio del sonno REM e frammenta il sonno NREM causando troppi risvegli. Ciò riguarda sia le parti sottocorticali che quelle corticali del cervello. Per Lüthi, i risultati aprono la strada a nuove applicazioni cliniche per le persone che soffrono di disturbi del sonno. “Le nostre scoperte possono aiutare a comprendere meglio i disturbi del sonno associati a disturbi di salute mentale, come l’ansia”, ha affermato Lüthi. “Inoltre, offrono strade per nuovi trattamenti, come l’uso della LC come biomarcatore per monitorare e potenzialmente correggere i cicli del sonno”, ha proseguito Lüthi. “Il punto di forza del nostro lavoro è che portiamo l’attività neurale del cervello addormentato un grande passo più vicino alle misure del sonno umano che conosciamo dall’ospedale”, ha aggiunto Lüthi. “Sono state avviate collaborazioni cliniche con l’Ospedale universitario di Losanna, CHUV, per valutare se i meccanismi identificati nei topi possano essere applicati al sonno umano”, ha dichiarato Lüthi. “Infine, lo studio fornisce anche spunti per comprendere meglio il sonno attraverso l’evoluzione delle specie”, ha sottolineato Lüthi. “A differenza dei mammiferi con i loro due stati di sonno chiaramente distinti, alcune specie arcaiche come i rettili non mostrano una dualità così ben definita”, ha evidenziato Lüthi. “Tuttavia, diversi rettili esibiscono due tipi di sonno che si alternano in un periodo di circa 50 secondi”, ha aggiunto Lüthi. “Ciò suggerisce che i precursori dell’attività LC esistevano già per strutturare il loro antico sonno”, ha concluso Lüthi. (30Science.com)
