La differenza non sembra dipendere dal modo in cui ho dormito. In realtà un solo fattore sembra essere importante: quanto mi sono riposata. Per molto tempo ho pensato che nei giorni in cui correvo da una parte all’altra ero semplicemente più stressata, e questo poteva avere un impatto sulla formazione dei ricordi. Ma potrebbe esserci un’altra ragione: il ruolo del riposo in sé.

Sappiamo che la mancanza di sonno compromette le nostre capacità cognitive. Quando non dormiamo abbastanza, possiamo avere difficoltà a ricordare ciò che abbiamo imparato, ad assimilare nuove informazioni e a mantenere la concentrazione. Sappiamo anche che riposare da svegli sembra aiutare a recuperare almeno in parte le facoltà mentali compromesse dalla carenza di sonno.

Adesso il neuroscienziato Giulio Tononi e il suo gruppo di ricerca dell’università del Wisconsin a Madison stanno facendo luce su come alcune attività di manutenzione e funzioni cognitive svolte durante il sonno possano avvenire, almeno in parte, anche quando non dormiamo. Secondo Thomas Andrillon dell’Institut du cer­veau di Parigi è “l’ultimo tassello del puzzle” che potrebbe spiegare perché il riposo da svegli contribuisca allo svolgimento di alcune delle funzioni del sonno.

Per decenni il sonno è stato considerato uno stato globale che interessa contemporaneamente l’intero cervello. Durante il sonno profondo il cervello è attraversato da onde lente, in cui i neuroni passano in sincronia tra fasi di attività e di silenzio, e si disconnette quasi del tutto dall’ambiente circostante.

Recentemente, però, la ricerca ha complicato il quadro. Nel 2011 un gruppo di studiosi del sonno, tra cui Tononi e la sua collaboratrice Chiara Cirelli, ha pubblicato un articolo che descriveva un fenomeno insolito. Quando s’impediva ai ratti di dormire, i loro cervelli mostravano improvvise scariche di onde lente simili a quelle del sonno, che coinvolgevano però solo alcuni gruppi di neuroni alla volta. I ricercatori lo hanno definito “sonno locale”, considerandolo parte di un fenomeno più ampio che si manifesta in forme diverse in tutto il regno animale.

Questi episodi erano brevissimi: duravano al massimo pochi decimi di secondo. Eppure avevano conseguenze evidenti. Quando i ratti venivano addestrati ad afferrare delle palline di zucchero, avevano una maggiore probabilità di non riuscirci se il loro cervello, affaticato dalla mancanza di sonno, era appena scivolato in uno stato di sonno locale. “Se questo sonno locale si attiva nel momento sbagliato e nell’area sbagliata, le prestazioni ne risentono”, afferma Cirelli.

Questo non vale solo per i ratti golosi. Anche negli esseri umani si manifestano stati di sonno locale poco prima di un calo dell’attenzione. E la probabilità che si verifichino entrambi i fenomeni aumenta quando siamo stanchi. Ecco perché svolgere un’attività abituale ma ad alto rischio, come guidare in autostrada, può essere pericoloso quando non abbiamo dormito abbastanza.

L’ultimo studio di Tononi, Cirelli e dei loro colleghi, pubblicato a giugno, indica però che il sonno locale ha un lato positivo. Tononi e Cirelli sono noti anche per aver formulato una delle spiegazioni più convincenti del perché dormiamo: l’ipotesi dell’omeostasi sinaptica. Mentre assimiliamo informazioni nel corso della giornata, il nostro cervello crea e rafforza migliaia di connessioni neurali. Queste connessioni richiedono molta energia, perciò non possiamo conservarle tutte. Secondo la loro ipotesi, il sonno è il momento in cui il cervello elimina ciò che non serve, contribuendo così a conservare quello che invece è importante.

Il sonno locale potrebbe svolgere la stessa funzione di “manutenzione”, seppure su scala microscopica? Per scoprirlo, i ricercatori hanno modificato geneticamente alcune cellule cerebrali dei topi in modo che una luce laser potesse “accenderle” o “spegnerle”, riproducendo così l’attività tipica delle onde lente del sonno. In un esperimento hanno indotto il sonno in una rete neurale circoscritta di topi privati del sonno. Hanno scoperto che la parte del cervello dei topi che aveva “sonnecchiato” per trenta minuti mostrava una riduzione degli indicatori della forza sinaptica, segno che il processo di “riordino” era già cominciato, a differenza della parte rimasta completamente sveglia. Hanno inoltre osservato che durante il successivo sonno completo l’attività a onde lente era meno intensa nella regione cerebrale che aveva riposato, probabilmente perché lì la “manutenzione” era stata già in parte svolta. Ciò indicava anche che il sonno locale sembrava aver ridotto il bisogno di dormire in quella specifica regione del cervello.

Questi cambiamenti nell’attività cerebrale si riflettevano anche sul comportamento. Normalmente, se un topo impara un nuovo compito e viene poi privato del sonno, avrà più difficoltà a ricordarlo in seguito. Ma quando a topi privati del sonno veniva indotto il sonno locale in più reti neurali per un’ora dopo l’apprendimento, ricordavano il compito tanto quanto i topi che avevano fatto un vero sonnellino. “È la prima prova che il sonno locale può svolgere le funzioni del sonno completo, e anche piuttosto bene”, afferma Tononi.

Lui e Cirelli sottolineano che il sonno locale non può sostituire il sonno vero e proprio. In laboratorio hanno spinto il fenomeno ai limiti, ma i brevissimi episodi che sperimentiamo nella vita quotidiana non equivalgono a un’intera notte di riposo. Se tutto il cervello può dedicarsi contemporaneamente al “riordino” delle connessioni, come avviene durante il sonno globale, il processo risulta chiaramente migliore e più efficiente, afferma Tononi.

Il sonno locale sembra essere una soluzione di ripiego. “Probabilmente è un meccanismo adattivo”, afferma Andrillon. “Non è un difetto del sistema, né un’incapacità di mantenere lo stato di veglia”. Quando il cervello non ha potuto beneficiare di un sonno globale, ricorre alla migliore alternativa disponibile.

La domanda è se e come sia possibile favorire il sonno locale nei casi in cui potrebbe essere vantaggioso. Forse un giorno anche gli esseri umani potranno beneficiare di una tecnologia simile a quella usata da Tononi e Cirelli per indurlo nei topi. Nel frattempo, la maggior parte degli studi ha rilevato che questo fenomeno è una conseguenza della privazione del sonno. Più siamo stanchi, più il nostro cervello si concede brevi episodi di sonno locale per cercare di recuperare la “manutenzione” arretrata: un po’ come quando puliamo solo la cucina perché non abbiamo tempo di riordinare tutta la casa.

Ma alcuni ricercatori, tra cui Andrillon, sottolineano che potremmo scivolare nel sonno locale anche per altre ragioni. “Un aspetto importante di questo modello è che il sonno locale non dipende solo dal tempo, e quindi da quanto a lungo si è dormito, ma anche dall’uso”, spiega Andrillon. “Se si prende una determinata regione cerebrale e la si sottopone a un’attività eccessiva, è probabile che questi episodi diventino più frequenti”.

Un modo per “sovraccaricare” una parte del cervello è sottoporla ad attività cognitive molto impegnative. Nel 2018, in uno dei primi studi su questo fenomeno negli esseri umani, un gruppo guidato da Angelica Quercia, oggi all’Irccs di Troina, in Italia, ha chiesto a persone ben riposate di memorizzare la mappa di una città immaginaria con sedici punti di riferimento. I partecipanti hanno poi svolto un compito di orientamento per quasi due ore, senza pause. Con il passare del tempo, le loro prestazioni sono progressivamente peggiorate. I tracciati degli elettroencefalogrammi hanno mostrato che le aree cerebrali più attive durante l’apprendimento della mappa manifestavano episodi di sonno locale nel corso del compito di orientamento, proprio nei momenti in cui i partecipanti commettevano degli errori.

Anche concentrarsi su un’unica attività che richiede una vigilanza costante può affaticare specifici circuiti neurali. In una rassegna scientifica del 2019, un gruppo di ricercatori della Washington state university ha esaminato il modo in cui attività di questo tipo possono indurre il sonno locale in quei circuiti e spiegare perché le prestazioni tendano a peggiorare man mano che l’attività si protrae.

Ma esistono modi per indurre il sonno locale senza arrivare allo sfinimento? Secondo Andrillo, sì. La monotonia che sperimentiamo durante attività che svolgiamo quasi senza pensarci, per esempio quando pieghiamo il bucato, lavoriamo a maglia o stiamo seduti con gli occhi chiusi, riduce il nostro livello generale di attivazione. Questo non affatica direttamente le reti neurali al punto da spingerle verso il sonno locale. Tuttavia, lo stato di bassa attivazione potrebbe creare condizioni favorevoli perché quelle reti si concedano un breve sonnellino.

Al momento è solo un’ipotesi. Ma se fosse verificata potrebbe contribuire a spiegare un altro fenomeno osservato da Andrillon e dai suoi colleghi: gli episodi di sonno locale spesso precedono il vagare della mente, che tende a verificarsi in ambienti poco stimolanti. “È plausibile che quando ciò che succede all’esterno non è particolarmente interessante, il cervello ne approfitti per mettere un po’ in ordine”, afferma Andrillon.

A suo parere, vagare con la mente potrebbe indurre i nostri neuroni a fare questi preziosi “sonnellini”. Tuttavia, precisa, non è ancora chiaro se il sonno locale sia responsabile dei benefici cognitivi associati a uno stato di quiete e rilassamento, caratterizzato da una stimolazione sensoriale minima e noto come riposo da svegli.

In definitiva, che induca o meno il sonno locale, il riposo da svegli non può sostituire il sonno completo. Concedersi una pausa non compensa una notte in cui si è dormito solo per quattro ore. “Per ridurre il bisogno di dormire, bisogna dormire”, afferma Erin Wamsley della Furman university, in South Carolina.

Eppure in alcune circostanze il riposo da svegli può offrire benefici simili, come ha scoperto Wamsley. Per anni le sue ricerche si sono concentrate sul modo in cui il sonno influenza il consolidamento della memoria. Con il tempo, però, Wamsley ha notato un aspetto ricorrente. In più di un secolo di studi sul rapporto tra sonno e memoria, le ricerche tendevano ad avere lo stesso limite. Confrontavano persone che avevano dormito con altre che avevano svolto un’attività diversa, come guardare un film. Wamsley ha pensato che forse non era il sonno in sé a favorire il consolidamento della memoria, ma l’assenza di altre attività.

Per verificarlo ha ideato un esperimento in cui i partecipanti hanno dovuto per prima cosa svolgere un compito di apprendimento che richiedeva di imparare il significato di alcune parole islandesi e memorizzare lunghe sequenze di numeri. Poi sono stati divisi in tre gruppi: uno ha fatto un sonnellino, uno ha giocato a un videogioco e uno è rimasto a riposo con gli occhi chiusi. Wamsley e i suoi colleghi hanno poi verificato quanto i partecipanti fossero in grado di ricordare le parole e i numeri.

Wamsley si aspettava che il gruppo che aveva dormito ottenesse risultati migliori degli altri. La cosa sorprendente però è che il gruppo rimasto a riposo ha avuto prestazioni altrettanto buone. “Sia riposare con gli occhi chiusi sia fare un sonnellino hanno aiutato la memoria rispetto alla condizione di controllo, e lo hanno fatto nella stessa misura”, afferma.

Secondo Wamsley potrebbe dipendere in larga parte dalla riattivazione dei ricordi. Durante il sonno il cervello riproduce gli stessi schemi di attivazione cellulare che si sono verificati nel corso della giornata, un processo che ci aiuta a organizzare e conservare i ricordi. Questo succede anche quando riposiamo, sia che lasciamo vagare la mente sia che restiamo semplicemente seduti con gli occhi chiusi.

Quando riposiamo, inoltre, non assimiliamo nuove informazioni che potrebbero interferire con ciò che abbiamo appena appreso, per esempio sottraendo risorse al cervello.

Pochi studi hanno confrontato direttamente il sonno e il riposo, come nell’esperimento di Wamsley sulla memoria. Anche altre ricerche però hanno rilevato che fare una pausa può migliorare le prestazioni cognitive rispetto a passare subito ad altre attività, con effetti che possono durare diversi giorni.

In uno studio i partecipanti hanno ascoltato una storia e poi sono rimasti per dieci minuti seduti in tranquillità oppure hanno giocato a trovare le differenze. Quelli che avevano riposato ricordavano meglio la storia sia trenta minuti dopo sia a una settimana di distanza. Altri esperimenti hanno mostrato che rimanere seduti in silenzio per almeno dieci minuti dopo un’attività di apprendimento può aiutarci a ricordare i dettagli che spesso dimentichiamo, a integrare i ricordi spaziali necessari per orientarci con precisione e perfino a trovare la soluzione a un problema grazie a un momento di illuminazione. Anziché “dormirci su”, potrebbe essere sufficiente riposarci su.

Non tutte le ricerche hanno riscontrato effetti positivi. Ma un’analisi pubblicata a gennaio ha rilevato che questa forma di riposo sembra effettivamente favorire la memoria. I benefici più significativi sono emersi tra le persone anziane e quelle con disturbi della memoria, come l’amnesia.

Nella nostra cultura è difficile trovare il tempo per concedersi una pausa tra un’attività e l’altra. Ma Andrillon raccomanda di non riempire ogni istante della giornata: “Non esagerate, perché il nostro cervello fa cose di cui non siamo consapevoli. E sono cose piuttosto importanti”. ◆ gim