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Come il cervello consolida la memoria durante il sonno profondo

Ultimo aggiornamento – 26 aprile, 2016

Indice

Utilizzando un modello di calcolo, lo studio spiega come l’ippocampo influenzi le connessioni sinaptiche nella corteccia.

Come si formi la memoria a lungo termine non è ancora ben chiaro, e rimane una questione centrale delle indagini nel campo delle neuroscienze. Ora i ricercatori segnalano la possibilità che ci sia una probabile risposta a questa domanda!

La ricerca suggerisce fortemente che il sonno, che costituisce circa un terzo della nostra vita, sia di fondamentale importanza per la formazione di ricordi a lungo termine e per favorire l’apprendimento. Ma esattamente come si formi la memoria non è ancora ben compreso e, nonostante le notevoli ricerche, rimane una questione molto controversa.

La ricerca: come si forma la memoria?

I neuroscienziati dell’Università della California hanno pubblicato sul Journal of Neuroscience una ricerca in cui dichiarano che ora si può avere una risposta a questa domanda. Il loro studio fornisce per la prima volta una spiegazione meccanicistica di come il sonno profondo (chiamato anche “sonno a onda lenta”) potrebbe promuovere il consolidamento dei ricordi recenti.

Durante il sonno, i cervelli umano e animale sono principalmente disaccoppiati dagli input sensoriali. Tuttavia, il cervello rimane molto attivo, tanto che mostra un’attività elettrica sotto forma di increspature acute nell’ippocampo (una piccola regione del cervello che forma parte del sistema limbico) e oscillazioni ampie e lente nella corteccia (lo strato esterno del cervello), che riflettono i periodi alternati di stati attivi e di quelli silenziosi dei neuroni corticali durante il sonno profondo.

Tracce di memoria episodica acquisita durante la veglia, e inizialmente memorizzate nell’ippocampo, vengono progressivamente trasferite alla corteccia sotto forma di memoria a lungo termine, durante il sonno.

Come funziona il modello?

Utilizzando un modello di calcolo, i ricercatori del UC Riverside forniscono un collegamento tra l’attività elettrica del cervello durante il sonno profondo e le connessioni sinaptiche tra i neuroni.

Essi mostrano che i modelli di oscillazioni lente nella corteccia, che il loro modello genera spontaneamente, sono influenzati dalle increspature dell’ippocampo e che questi modelli determinano cambiamenti sinaptici nella corteccia. Si crede che la variazione della forza sinaptica sia alla base della memorizzazione dell’apprendimento e dei ricordi. Il modello mostra che i cambiamenti sinaptici, a loro volta, influenzano i modelli di oscillazioni lente, promuovendo una sorta di rinforzo e riproduzione di specifiche sequenze di accensione dei neuroni corticali, che rappresentano un replay di memoria specifica.

Questi modelli di oscillazioni lente rimangono senza ulteriori input dall’ippocampo”, ha dichiarato Yina Wei, una ricercatrice post-dottorato e prima autrice del documento di ricerca. “Interpretiamo questi risultati come una spiegazione meccanicistica per il consolidamento dei ricordi specifici durante il sonno profondo, per cui si formano le tracce di memoria nella corteccia e diventano indipendenti dall’ippocampo”.

Wei ha spiegato che secondo il modello di rete, biologicamente molto realistico che i ricercatori hanno usato, gli input che derivano dall’ippocampo raggiungono la corteccia durante il sonno profondo e la influenzano man mano che le oscillazioni lente si avviano e si propagano nella rete corticale.

Gli input che arrivano dall’ippocampo determinano il pattern spaziale e temporale di queste oscillazioni lente”, ha dichiarato. “Per influenzare la natura di queste oscillazioni, l’ingresso ippocampale attiva la memoria selettiva durante il sonno profondo e provoca un replay di ricordi specifici. Durante tale riproduzione di memoria, le sinapsi corrispondenti sono rafforzate per la conservazione a lungo termine nella corteccia. Questi risultati suggeriscono l’importanza delle onde acute dell’ippocampo nel trasferimento delle informazioni di memoria alla corteccia”.

Esercizi per la memoria

Nel corso degli anni, il nostro cervello può atrofizzarsi, perdendo la sua capacità di resistere ai danni neurologici a causa dell’invecchiamento e di altri fattori, senza mostrare segni visibili di perdita di rallentamento o di memoria. Ma proprio come gli allenamenti per i muscoli del corpo, anche il cervello ha bisogno di esercizi che vanno svolti con frequenza regolare, mirati ad aumentare la sua riserva cognitiva.

Eccone alcuni:

  • Test del richiamo: fate una lista, come quella della spesa, delle cose da fare, e memorizzatela. Un’ora dopo provate a ricordare quello che avete scritto.
  • Musica: imparate a suonare uno strumento musicale, partecipate a un coro. Imparare qualcosa di nuovo e complesso è l’ideale per rallentare l’invecchiamento della mente.
  • Fate i calcoli a mente: risolvere i problemi senza l’ausilio di matita, carta o di un computer sarà un po’ più complesso, ma lo potreste fare anche camminando, per esempio.
  • Iniziate un corso di cucina: cucinare implica l’utilizzo di una serie di sensi, tatto, olfatto, vista e gusto, che coinvolgono tutte le diverse parti del cervello.
  • Imparate una lingua straniera: l’ascolto stimola il cervello.
  • Create immagini: visualizzate una parola nella vostra testa e disegnatela.
  • Disegnate una mappa: di ritorno a casa, dopo che avete visitato un nuovo posto, provate a disegnare una mappa della zona.
  • Sfidate le vostre papille gustative: quando mangiate, cercate di identificare i singoli ingredienti che compongono il vostro pasto, tra cui le erbe e le spezie.
  • Affinate le vostre abilità mano-occhio: iniziate un nuovo hobby che coinvolga le abilità motorie, come il lavoro a maglia, il disegno, la pittura, l’assemblaggio di un puzzle.
  • Imparate un nuovo sport: iniziare a fare un esercizio atletico che utilizza sia la mente e il corpo, come lo yoga, il golf, il tennis.

La memoria quindi va tenuta sempre in allenamento. La parte migliore, e meno faticosa, è quella svolta durante il sonno, quando non ci si rende conto che il nostro cervello è comunque in movimento. E’ soprattutto durante alcune fasi che la memoria viene potenziata.

Le fasi del sonno

Il sonno normale, durante il quale l’attività cerebrale rimane alta, è costituito dalla fase REM e NREM (fase non REM). Le due fasi sono alternate su 4-5 cicli durante un periodo di sonno di 8 ore. Ogni ciclo si compone di una fase di sonno NREM seguita da una di sonno REM, e dura dai 90 ai 110 minuti.

La fase di sonno NREM si divide in 3 parti, la terza fase è il sonno profondo, che costituisce almeno il 20% del tempo di sonno totale di una persona e che si verifica soprattutto nel primo terzo della notte.

Nel nostro modello, ogni input debole derivante dall’ippocampo ha influenzato il modello spazio temporale delle oscillazioni lente e ha portato a un cambiamento permanente di efficacia sinaptica tra i neuroni”, ha dichiarato Wei.

Presto, le persone si renderanno conto che possono prendere delle misure preventive per mantenere il cervello sano, così come possono prevenire le malattie cardiache, per esempio.

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