Il sonno consente alle cellule immunitarie di svolgere lavori di manutenzione sul cervello
Gli studi hanno dimostrato che durante il sonno il cervello si riattualizza, aggiorna i ricordi e elimina i "rifiuti". Una nuova ricerca su modelli murini suggerisce che le cellule immunitarie specializzate mantengono il cervello in buono stato di funzionamento mantenendolo durante il sonno.
La ricerca condotta negli ultimi anni ha scoperto prove che il cervello ha la possibilità di rinfrescarsi e aggiornarsi in molti modi durante il sonno.
Ad esempio, gli scienziati hanno imparato che il cervello consolida i ricordi appena formati durante il sonno. Hanno anche scoperto che il sonno offre un'eccellente opportunità per portare fuori la "spazzatura" neurale.
Un team di ricercatori dell'Università di Rochester Medical Center di New York e del Massachusetts Institute of Technology di Cambridge ha scoperto di più su come si verifica il mantenimento del cervello anche durante il sonno.
Nel loro studio - i cui risultati figurano in Nature Neuroscience - i ricercatori hanno lavorato con i topi per scoprire di più su come le microglia, che sono le cellule immunitarie che "servono" il cervello, svolgono il loro lavoro di manutenzione durante il sonno.
"È stato ampiamente ipotizzato che il movimento dinamico dei processi microgliali non sia sensibile allo stato comportamentale dell'animale", spiega l'autore principale dello studio, la Prof. Ania Majewska.
"Questa ricerca mostra che i segnali nel nostro cervello che modulano il sonno e lo stato di veglia agiscono anche come un interruttore che accende e spegne il sistema immunitario".
Prof. Ania Majewska
La presenza di sostanze chimiche nello stato di veglia compromette i lavori di riparazione
Le microglia sono le cellule immunitarie che rispondono a qualsiasi segno di infezione o danno nel cervello. Secondo il nuovo studio del Prof. Majewska e dei suoi colleghi, queste cellule sono attive anche durante il sonno e si occupano di regolare "usura".
Il nuovo studio suggerisce che la microglia può funzionare in modo più efficace durante il sonno rispetto a quando un individuo è sveglio.
I ricercatori hanno esaminato topi svegli rispetto a topi che gli scienziati avevano anestetizzato. Hanno scoperto che la microglia sembrava meno attiva ed efficiente quando i topi erano svegli.
Ciò ha permesso ai ricercatori di avvicinarsi alla noradrenalina, un messaggero chimico che svolge un ruolo nell'eccitazione del sistema nervoso centrale e aiuta a regolare i cicli sonno-veglia. Durante il sonno, i livelli di noradrenalina nel cervello sono bassi.
Quando i livelli di norepinefrina aumentano, tuttavia, il cervello diventa improvvisamente allerta e l'individuo si sveglia.
In questo studio, i ricercatori hanno osservato che la norepinefrina agisce sui neuroni e sul recettore beta2 adrenergico, che è presente nella microglia. Quando i livelli di norepinefrina diventano elevati, la microglia apparentemente cade in uno stato di sonno.
Ciò significava che durante gli stati di eccitazione e veglia, le cellule immunitarie non potevano rispondere in modo appropriato ed eseguire il mantenimento delle connessioni delle cellule cerebrali.
"Questo lavoro suggerisce che il migliorato rimodellamento dei circuiti neurali e la riparazione delle lesioni durante il sonno possono essere mediati in parte dalla capacità della microglia di interagire dinamicamente con il cervello", spiega il primo autore Rianne Stowell, Ph.D.
"Nel complesso, questa ricerca mostra anche che le microglia sono squisitamente sensibili ai segnali che modulano la funzione cerebrale e che le dinamiche e le funzioni microgliali sono modulate dallo stato comportamentale dell'animale", aggiunge Stowell.
I risultati si aggiungono all'evidenza che i meccanismi legati al sonno svolgono un ruolo essenziale nel garantire che il cervello riceva le riparazioni necessarie e continui a funzionare correttamente.
Inoltre, può aiutare a spiegare perché i disturbi del sonno hanno collegamenti con l'insorgenza di condizioni neurodegenerative progressive, come la demenza e il morbo di Parkinson.
