Neurofisiologia del sonno

Quante fasi (o stadi) del sonno esistono? Quali sono le aree cerebrali coinvolte e quali i disturbi più comuni? Esiste un legame tra sonno e attaccamento?

ID Articolo: 190470 - Pubblicato il: 26 gennaio 2022
Neurofisiologia del sonno
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Il sonno è uno stato di coscienza alterato in cui possiamo vedere e sentire soltanto quel che è presente nella nostra mente, tuttavia attraverso il sogno possiamo integrare inconsciamente elementi esterni nel sonno. Sonno e sogno difendono la nostra salute mentale.

 

Messaggio pubblicitario Il sonno è un comportamento fisiologico indispensabile per la sopravvivenza dell’individuo, che garantisce il riposo, il recupero delle energie mentali e fisiche e il consolidamento della memoria.

È regolato da tre fattori: fattore omeostatico, fattore allostatico e fattore circadiano, che vediamo di seguito:

  • fattore omeostatico: se l’organismo è privato del sonno, tende a recuperare almeno una parte del sonno perduto non appena gli è possibile.
  • Fattore allostatico: il termine ‘allostatico’ si riferisce alle reazioni ad eventi ambientali stressanti (per esempio, se siamo minacciati da una situazione pericolosa è importante rimanere svegli e vigili).
  • Fattore circadiano: i ritmi biologici circadiani sono ritmi a cadenza quotidiana, che si adattano all’alternanza del giorno e della notte e che regolano la maggior parte delle nostre funzioni corporee. Le funzioni corporee – metabolismo, pressione sanguigna, temperatura corporea, tono muscolare, ciclo sonno/veglia etc – hanno variazioni periodiche in un lasso di tempo di circa 24 ore. Il corpo umano è come dotato di un orologio endogeno che coordina e gestisce velocità, intensità ed efficacia della maggior parte delle nostre funzioni. I fattori circadiani, pertanto, restringono il sonno in particolari periodi del ciclo giorno/notte.

Il sonno è uno stato di coscienza alterato in cui possiamo vedere e sentire soltanto quel che è presente nella nostra mente, tuttavia attraverso il sogno possiamo integrare inconsciamente elementi esterni nel sonno. Sonno e sogno difendono la nostra salute mentale. Il sonno è di vitale importanza per l’organismo: una deprivazione del sonno altera gli stati di coscienza e comporta difficoltà di concentrazione e di applicazione di compiti, mancanza di lucidità, allucinazioni, deliri e, in casi estremi, compromissione fisica e mentale, collasso e morte.

Sonno e aree cerebrali

Dal punto di vista neurobiologico, il sonno è un processo attivo e ritmico indotto da diverse aree cerebrali:

  • Nuclei della formazione reticolare: essi sono situati nel ponte, il punto di transizione tra encefalo e midollo spinale, e la loro funzione principale è quella di attivare o disattivare le funzioni cerebrali in base all’utilizzo di neurotrasmettitori eccitatori o inibitori. Nel caso del sonno, i nuclei del rafe utilizzano la serotonina apportando un effetto inibitorio sui nuclei della base per indurre e mantenere il sonno, mentre il locus coeruleus utilizza la noradrenalina apportando un effetto eccitatorio. Lo stato di sonno e di veglia dipende dal diverso strato della formazione reticolare e dal rapporto tra i suoi nuclei e il talamo.
  • Ipotalamo: il pacemaker circadiano è localizzato nel nucleo sovrachiasmatico dell’ipotalamo anteriore che è influenzato dal ciclo luce/buio, dalla temperatura e da fattori ormonali. Nello specifico, il sonno è indotto dall’area preottica ventrolaterale dell’ipotalamo, che inibisce GABA e galanina, cioè il sistema attivante la veglia.
  • Talamo: il talamo è la stazione di controllo dei segnali afferenti verso la corteccia. Influenza i fusi del sonno e controlla lo stato di coscienza e la transizione sonno-veglia.

Con la scoperta delle onde alpha e l’introduzione dell’elettroencefalogramma (EEG) – che registra l’attività elettrica del cervello mediante macroelettrodi collocati sul cuoio capelluto – si è iniziato uno studio scientifico e sistematico del sonno.

Le fasi del sonno

Dai tracciati dell’EEG in fase di veglia e sonno sono emerse varie fasi di funzionamento:

  • Stadio 0 o veglia rilassata: in questa fase si registrano onde alpha di modesta ampiezza, irregolari e di alta frequenza.
  • Stadio 1 o dormiveglia: è la fase di addormentamento o sonno leggero, in cui la frequenza e l’ampiezza delle onde cominciano a ridursi. Si entra nel sonno e compaiono onde theta.
  • Stadio 2 o sonno medio: questa fase è caratterizzata da onde miste di varia intensità con fusi del sonno, che garantiscono un sonno indisturbato da sollecitazioni leggere, e complessi K, rapide e improvvise deflessioni verso l’alto e verso il basso, periodi isolati di inibizione neurale implicati nel consolidamento della memoria.
  • Stadio 3 o sonno sincronizzato: il sonno diventa profondo, le punte delle onde si fanno più ampie e numerose e compaiono onde delta.
  • Stadio 4 o sonno profondo (o ad onde lente):  il soggetto si desta con difficoltà, le onde sono lente e ampie, così come è lento il battito cardiaco, ed è la fase del sonno più riposante. Alla fine di questo stadio ricompaiono le onde theta, i complessi K e i fusi del sonno. I quattro stadi  – stadio 1, stadio 2, stadio 3 e stadio 4 – compongono la fase NON REM del sonno, una delle due macroaree del sonno, che è caratterizzata da una sincronizzazione dell’EEG (onde lente), tono muscolare moderato, assenza di attività genitale, movimenti oculari lenti o assenti.

Messaggio pubblicitario Dallo stadio 4 del sonno NON REM si passa alla fase REM, l’altra macroarea del sonno. La fase REM del sonno corrisponde circa al 20% del sonno totale, è caratterizzata da una desincronizzazione dell’EEG, presenta onde piccole, veloci e irregolari, movimenti oculari con palpebre chiuse (REM è acronimo di “Rapid Eyes Movements”). In questa fase, denominata anche ‘sonno paradosso’, il cervello è attivo, ma il sonno è profondo. Il tono muscolare è assente, il corpo è pressoché paralizzato, in quanto la maggior parte dei motoneuroni centrali e spinali risulta inibita e la temperatura corporea continua ad abbassarsi. Il flusso ematico cerebrale e il consumo di ossigeno sono accelerati (la velocità del flusso ematico aumenta in corrispondenza della corteccia visiva associativa riflettendo le allucinazioni visive indotte dai sogni e si abbassa a livello della corteccia visiva primaria riflettendo il fatto che gli occhi non ricevono alcun imput visivo), il battito cardiaco e la pressione sanguigna aumentano. Durante alcuni momenti della fase REM si evidenziano nell’uomo l’erezione del pene mentre nella donna la stimolazione del clitoride e secrezioni vaginali. La fase REM è inoltre caratterizzata dalla comparsa dei sogni – che assumono una forma narrativa; il sogno è una particolare forma di pensiero fantasticato e sganciato dalla realtà, l’aspetto che assume l’attività psichica durante il sonno. Se di notte ci capita di svegliarci durante la fase REM ricorderemo il nostro sogno. Se ci capita di svegliarci durante uno degli stadi della fase N-REM non ricorderemo il nostro sogno. L’intero ciclo di sonno si ripete 4-5 volte ogni notte e ognuno di essi dura 90-110 minuti, di cui 20-30 minuti di sonno REM. Per l’esattezza, la differenziazione tra sonno REM e sonno N-REM sussiste a partire dai sei mesi di vita del bambino, età in cui la struttura del sonno viene interpretata come quella dell’adulto: la sola diversità sta nella durata dei cicli di sonno e nella quantità di tempo impiegata in ogni stadio. Durante la primissima infanzia i bambini hanno bisogno di dormire per un periodo di tempo compreso tra le 14 e le 18 ore; solo verso le otto settimane di vita comincia ad allungarsi il sonno notturno e a diluirsi quello diurno. Precisamente il sonno nella prima infanzia – prima, in ogni caso, dei sei mesi di vita –  è strutturato in sonno attivo (corrisponde al futuro sonno REM, occupa la metà del tempo di sonno totale e comprende cicli di 60 minuti) e sonno calmo (che corrisponde al futuro sonno N-REM e occupa l’altra metà di tempo).

Sonno e attaccamento infantile

Il sonno è strettamente connesso all’attaccamento infantile: esso è regolato da processi psicofisiologici che determinano una diminuzione significativa dei livelli di vigilanza e arousal; affinché tali processi si verifichino è necessario che il soggetto percepisca un sufficiente senso di sicurezza fisica ed emozionale: dormire bene è garantito da uno stile di attaccamento sicuro. L’attaccamento sicuro, infatti, determina la modalità di tratto di regolazione delle emozioni, la reattività allo stress del bambino e la maturazione psicobiologica. Attraverso un’esperienza ripetuta di regolazione positiva fornita dai genitori, il bambino assimila un attaccamento sicuro, grazie al quale è capace di maturare strategie autoregolatorie che facilitino l’addormentamento e il riaddormentamento dopo un risveglio notturno anche in assenza del genitore e che ottimizzino la qualità del sonno.

Insonnia e disturbi del sonno

Uno dei principali disturbi del sonno è l’insonnia: l’insonnia è un disturbo del sonno caratterizzato da una reiterata difficoltà di inizio, mantenimento, durata e qualità del sonno. L’insonnia è presente nonostante l’opportunità di ottenere quantità e condizioni di sonno adeguate. Presenta sintomi diurni – sonnolenza, irritabilità, difficoltà sociali e occupazionali, calo del tono dell’umore, fatica e malessere, difficoltà di concentrazione e di memoria, riduzione della motivazione, dell’energia e dell’iniziativa, propensione ad errori ed incidenti e apprensione nei confronti del sonno – e sintomi notturni – difficoltà di inizio e mantenimento del sonno e sonno leggero o non ristorativo.

L’insonnia indica l’incapacità di addormentarsi dopo un risveglio notturno o dopo esser andati a letto, ma va definita in relazione alle necessità individuali di ore di sonno: non è necessariamente costante nel tempo per sintomi ed entità e ha una componente di percezione soggettiva e caratterizzante. L’insonnia rappresenta un problema occasionale per il 25% della popolazione, mentre per il 9% un disturbo persistente. Può trasformarsi in sintomo vero e proprio quando è causata da angoscia e disagio ma può anche derivare da fattori indipendenti dalla sfera psicologica.

Esistono quattro principali tipi di insonnia:

  • Insonnia idiopatica: insorge in età infanto-giovanile e perdura per tutta la vita, non è influenzata da stress o fattori ambientali ma dalla familiarità e la causa è un anomalo controllo dei meccanismi che regolano il ciclo sonno/veglia.
  • Insonnia psicofisiologica: rappresenta il 15% delle insonnie, prevale nelle donne e nelle persone di mezza età; insorge dopo un evento stressante e chi ne soffre mostra apprensione per la sua difficoltà di addormentarsi, avverte il bisogno di dormire ma appena si reca a letto non riesce ad addormentarsi ed è altamente suscettibile a sollecitazioni esterne.
  • Pseudoinsonnia: non è un vero e proprio disturbo a livello clinico, indica la percezione soggettiva di un disturbo del sonno senza apparenti reperti di alterazione oggettiva; le persone che ne soffrono riportano di dormire poco o di non dormire affatto o di avere un sonno poco ristorativo, ma ciò è smentito generalmente dai partner di letto. In realtà, il riposo per il numero totale di ore rientra nella norma, ma durante la notte avvengono micro-risvegli, dovuti ad un’eccessiva attività mentale, che comportano una frammentazione della qualità e della continuità del sonno.
  • Apnea morfeica: particolare forma di insonnia caratterizzata da incapacità di dormire e respirare contestualmente; le persone che ne soffrono si addormentano e smettono di respirare. Durante una crisi di apnea morfeica, il livello ematico di anidride carbonica stimola i chemiorecettori, la persona quindi si sveglia annaspando profondamente in cerca di aria. Il livello ematico di ossigeno torna normale, la persona si addormenta di nuovo e il ciclo ricomincia da capo.

L’insonnia può manifestarsi fin dalla prima infanzia: i disturbi di insonnia in età infantile costituiscono uno dei principali motivi di consultazione pediatrica. Si stima che circa il 30% dei bambini in età pediatrica dorma male e che durante i primi tre anni di vita i disturbi di insonnia riguardino soprattutto le difficoltà di addormentamento e i risvegli notturni. La base eziopatogenica, in tal caso, quasi sempre è rappresentata da un’interazione multifattoriale di variabili fisiologiche, genetiche, costituzionali e legate all’interazione tra bambino e caregiver; solo in meno del 20% di casi di insonnia infantile si riconosce una causa organica. La diagnosi di insonnia in età pediatrica non viene mai emessa al di sotto dei sei mesi di vita, dal momento che i risvegli notturni sono assolutamente fisiologici e normali a quest’età. Le difficoltà di addormentamento e mantenimento del sonno o entrambe, quando il bambino è molto piccolo, spesso derivano da associazioni inappropriate e disfunzionali col sonno, determinate da una dipendenza del bambino da specifiche situazioni stimolo (es. il bambino necessita di essere cullato per potersi addormentare), dal setting (es. presenza del genitore nella stanza da letto del bambino) o da un oggetto (es. un ciuccio). L’assenza di tali condizioni potrebbe determinare un ritardo netto nella fase di inizio del sonno, tuttavia il bambino sarebbe nuovamente in grado di recuperare la capacità di addormentarsi qualora venissero ripristinate le suddette condizioni.

 

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Bibliografia

  • Carlson N.R., Fisiologia del Comportamento, Piccin, Padova, 2014
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