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Il sonno, come noto, svolge un ruolo cruciale nel rafforzamento della memoria. Tuttavia, se questo era già risaputo, non lo era come tale processo di rafforzamento avvenga nel cervello durante la notte.
Ebbene, una nuova ricerca condotta da scienziati dell’UCLA Health e dell’Università di Tel Aviv fornisce la prima prova fisiologica dall’interno del cervello umano a sostegno della teoria scientifica dominante su come il cervello consolida la memoria durante il sonno. Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che la stimolazione mirata del cervello profondo durante un momento critico del ciclo del sonno sembra migliorare il consolidamento della memoria.
La ricerca, pubblicata lo scorso 1° giugno su Nature Neuroscience, potrebbe offrire nuovi indizi su come la stimolazione cerebrale profonda durante il sonno potrebbe un giorno aiutare i pazienti con disturbi della memoria come il morbo di Alzheimer, ha detto il co-autore dello studio, Itzhak Fried. Un risultato che, secondo la ricerca, è stato ottenuto grazie a un nuovo sistema “a circuito chiuso” che ha erogato impulsi elettrici in una regione del cervello sincronizzati con precisione con l’attività cerebrale registrata da un’altra regione.
Ricordiamo che secondo la teoria dominante sul modo in cui il cervello converte le nuove informazioni in ricordi a lungo termine durante il sonno, c’è un dialogo notturno tra l’ippocampo – il centro della memoria del cervello – e la corteccia cerebrale, che è associata a funzioni cerebrali superiori come il ragionamento e la pianificazione. Questo meccanismo avviene durante la fase di sonno profondo, quando le onde cerebrali sono particolarmente lente e i neuroni delle varie regioni cerebrali si alternano tra il rapido sparo in sincronia e il silenzio.
“Questo studio fornisce la prima prova importante, a livello di singoli neuroni, dell’esistenza di questo meccanismo di interazione tra l’hub della memoria e l’intera corteccia“, ha dichiarato Fried, direttore della chirurgia dell’epilessia presso l’UCLA Health e professore di neurochirurgia, psichiatria e scienze biocomportamentali presso la David Geffen School of Medicine dell’UCLA. “Ha un valore scientifico in termini di comprensione del funzionamento della memoria negli esseri umani e di utilizzo di queste conoscenze per potenziare realmente la memoria“.
Come è stato condotto lo studio
I ricercatori hanno avuto l’opportunità unica di testare questa teoria attraverso l’uso di elettrodi nel cervello di 18 pazienti affetti da epilessia presso l’UCLA Health. Gli elettrodi erano stati impiantati per aiutare a identificare la fonte delle loro crisi durante le degenze ospedaliere che in genere durano circa 10 giorni.
Lo studio è stato condotto per due notti e due mattine. Poco prima di andare a letto, ai partecipanti allo studio sono state mostrate foto di animali e 25 celebrità, tra cui star facilmente identificabili come Marilyn Monroe e Jack Nicholson. I partecipanti sono stati immediatamente sottoposti a un test per verificare la loro capacità di ricordare quale celebrità fosse abbinata a quale animale e sono stati sottoposti a un altro test al mattino dopo una notte di sonno indisturbato.
Un’altra notte sono stati mostrati loro 25 nuovi abbinamenti di animali e celebrità prima di andare a dormire. Questa volta hanno ricevuto una stimolazione elettrica mirata durante la notte e la loro capacità di ricordare gli abbinamenti è stata testata al mattino. Per fornire questa stimolazione elettrica, i ricercatori hanno creato un sistema ad anello chiuso in tempo reale che Fried ha paragonato a un direttore d’orchestra musicale: Il sistema “ascoltava” i segnali elettrici del cervello e, quando i pazienti cadevano nel periodo di sonno profondo associato al consolidamento della memoria, erogava delicati impulsi elettrici che istruivano i neuroni in rapida combustione a “suonare” in sincronia.
Ebbene, ogni individuo testato ha ottenuto risultati migliori nei test di memoria dopo una notte di sonno con la stimolazione elettrica rispetto a una notte di sonno indisturbato. I principali marker elettrofisiologici indicavano inoltre che le informazioni scorrevano tra l’ippocampo e la corteccia, fornendo prove fisiche a sostegno del consolidamento della memoria.
