2 Organizzazione del sonno

2 - SONNO

Il sonno è uno dei comportamenti umani più importanti, tanto che passiamo un terzo della

nostra vita dormendo. Il sonno è un bisogno fisiologico di cui non possiamo fare a meno. La

caratteristica principale è la riduzione reversibile della soglia di risposta a stimoli esterni,

generalmente associato a relativa immobilità.

Oggi sappiamo che durante il sonno sono attivi circuiti non attivi durante la veglia.

2.1 ELETTROENCEFALOGRAMMA (EEG)

Sviluppato da Hans Berger per registrare le onde cerebrali, l’EEG cambia tra sonno e veglia

per la comparsa, durante il sonno, di onde ampie e lente.

N.B. L’EEG non misura il potenziale d’azione, ma i dipoli che si vengono a creare tra i neuroni

della corteccia.

Si misurano delle correnti ioniche, ma è impossibile misurare quella di un singolo neurone

(per motivi spaziali e per la bassa intensità), quindi si misura l’attività di popolazioni di

neuroni e si confrontano poi con un valore di riferimento misurato in punti neutri dello scalpo

(per esempio i mastoidi).

? Ciò che si misura sono onde positive e negative, che non sono associate ad eccitazione o

inibizione dei neuroni, ma allo stato dei neuroni cioè alla loro attività. Si misurano neuroni

con un orientamento ben preciso. È possibile che le attività opposte di due neuroni si

cancellino a vicenda, quindi si riesce a misurare l’attività di una popolazione di neuroni solo

se essi sono SINCRONIZZATI. Maggiore è la sincronizzazione maggiore è l’intensità

dell’informazione. Riassumendo:

la sincronizzazione indica uno stato di riposo, nessun neurone sta elaborando una

• risposta in specifico

maggiore desincronizzazione significa che quell’area corticale sta lavorando

•

Le caratteristiche di un EEG sono:

ampiezza, in microVolt da 20 a 200 µV

• frequenza, in Hz, 0.5-100 Hz

• forma

• sincronizzazione/desincronizzazione

• simmetria, segnali su entrambi gli emisferi con uguale frequenza, ampiezza,

• durata e morfologia

Le onde che si registrano indicano una qualsiasi oscillazione transitoria del potenziale

elettrico, distinguiamo diverse tipologie di onde:

Alfa(α): 8-13 Hz

• grossolana attività di riposo, soggetto con occhi chiusi

Predominanti nelle regioni occipitali, associato ad un ritmo di riposo delle aree

visive. Quando si aprono gli occhi o c’è uno stimolo il ritmo scompare

α

(reazione di arresto).

Beta(β): 13-30 Hz

• Attività mentale

Gamma(γ): 30-100 Hz

• Operazioni complesse, es memorizzazione d’informazioni

Theta(θ): 4-7 Hz

• Delta(δ): 0.5-4 Hz

• Queste ultime due (θ e sono basse frequenze presenti durante il sonno o in

δ)

situazioni patologiche.

Nel coma EEG non è piatto, ma è presente un’attività molto lenta e aspecifica. Al contrario

durante attacchi epilettici ci sono segnali molto ampi a causa dell’ipersincronizzazione.

EEG: registra l’attività sinaptica sincrona di milioni di neuroni sottostanti gli elettrodi

posizionati sul cuoio capelluto secondo il Sistema Internazionale 10-20.

Elettrodi sulle regioni frontali registrano fusi del sonno, complessi k, attività ad alto voltaggio

e bassa frequenza durante gli stadi 3 e 4 del sonno NREM.

Elettrodi sulle regioni occipitali registrano l’attività veglia rilassata con occhi chiusi.

α,

EOG: elettroculogramma, elettrodi applicati sulla cute vicino alle orbite, registra i campi

elettrici generati dai movimenti oculari poiché la retina è elettricamente negativa rispetto alla

cornea e quindi genera piccoli campi elettrici.

Usata per identificare i movimenti oculari rapidi, associati a veglia e sonno REM e i movimenti

oculari lenti dello stadio N1 del sonno.

EMG: elettromiogramma, elettrodi applicati al mento. Registra le modificazioni toniche e

fasiche dell’attività muscolare che accompagnano i cambiamenti dello stato comportamentale.

Es. durante il sonno REM il tono muscolare si riduce al minimo, profonda paralisi muscolare.

Durante la VEGLIAà- EEG mostra onde irregolari di bassa ampiezza e alta frequenza e viene

definito attivato (low voltage activity).

-EOG frequenti movimenti oculari volontari e ammiccamenti.

-EMG attività muscolare tonica con sovrpposti episodi fasici associati ai

movimenti volontari.

Prima di addormentarsi il soggetto si rilassa e chiude gli occhi con COMPARSA delle onde

à α

(8-13 Hz), predominante nelle aree occipitali, associata ad un

ritmo di riposo (idling) delle aree visive. Se il soggetto è stimolato

(es. calcolo ad occhi chiusi) o apre gli occhi il ritmo scompare

α

(reazione di arresto) e torna l’attività rapida e irregolare a bassa

ampiezza.

2.2 STADI DEL SONNO

L’addormentamento è un fenomeno graduale di progressiva disconnessione dall’ambiente

esterno. Diviso in sonno non REM (NREM), 4 fasi recentemente raggruppate in 3 (N1-3); e

sonno REM (rapid eye movement).

NREM Stadio 1 (N1): passaggio dalla veglia al sonno, stadio di transizione. L’attività

• α

scompare e l’EEG è dominato da onde di basso voltaggio e frequenza mista con

predominanza di attività (3-7 Hz). I movimenti oculari rallentano e il tono muscolare

θ

si riduce. In questo stadio il sonno è leggero e la capacità di rispondere agli stimoli

sensoriali è ridotta, ma un soggetto risvegliato da questa fase spesso è convinto di non

essersi addormentato.

L’attività motoria può

persistere, per esempio ci

possono essere improvvise

contrazioni muscolari

(scosse ipniche o hypnic

jerk) accompagnate dalla

sensazione di cadere nel

vuoto.

In individui deprivati del

sonno sono frequenti

microsonni, ossia episodi di

stadio 1 della durata di 5-

10 secondi.

Stadio 2 (N2): segue dopo

• qualche minuto lo stadio 1.

L’EEG mostra la comparsa

di complessi K, ossia

un’onda acuta negativa di

grande ampiezza seguita da

un’onda lenta positiva e fusi

del sonno, ossia oscillazioni

di ampiezza crescente e

decrescente con una

frequenza di 12-14 cicli al

secondo.

È una fase di sonno vero e

proprio, aumento di

sincronizzazione del segnale, movimenti oculari e tono muscolare sono ridotti, la soglia

per il risveglio è nettamente aumentata e i soggetti risvegliati in genere confermano

che stavano dormendo e riferiscono di brevi sogni.

Stadi 3 e 4 (N3): fanno seguito allo stadio 2, soprattutto nella prima parte della notte.

• L’EEG presenta onde lente nell’uomo <2 Hz fase del sonno ad onde lente.

à

δ,

In particolare nella fase 3 sono minori del 50%, mentre nella fase 4 le onde lente

superano il 50% del totale.

Il fenomeno dell’oscillazione lenta (slow oscillation) interessa il potenziale di membrana di

tutte le cellule corticali. Abbiamo complessi K (stadio 2), onde lente più frequenti (3) e onde

lente ininterrotte (4). Più il sonno diventa profondo più l’oscillazione lenta aumenta di

ampiezza e frequenza.

Nella fase N3 i movimenti oculari sono del tutto assenti e l’attività muscolare si riduce

ulteriormente. Questa fase è detta anche del sonno profondo, poiché la soglia per il risveglio è

più alta dello stadio 2. Il risveglio dal sonno ad onde lente è spesso accompagnato da una certa

confusione e l’attività onirica è ridotta o assente.

Le fasi NREM sono caratterizzate da un sonno ad onde lente o sonno sincronizzato (EEG è

sincornizzato). La temperatura è bassa, si ha un basso consumo di energia, una ridotta

frequenza cardiaca, respiratoria e ridotta attivazione renale con prevalenza del

parasimpatico.

REM

Dopo l’approfondirsi dalla stadio 2 al 4, il sonno NREM torna ad alleggerirsi al 2 per poi

passare alla fase REM. È un sonno paradossale, infatti il tracciato EEG è simile a quello della

veglia o stadio 1. Attività rapida e irregolare ad alta frequenza con aumentata attività (3-7

θ

Hz). Compaiono fenomeni tonici (persistenti), includono il tracciato EEG attivato e una

profonda atonia dei muscoli antigravitazionali. Il tono muscolare persiste nei muscoli extra

oculari e nel diaframma. I fenomeni fasici (episodici) sono scariche irregolari di movimenti

oculari e scosse muscolari rapide.

Da un punto di vista comportamentale è una fase di sonno profondo, la soglia per il risveglio è

alta quanto quella del sonno a onde lente. I soggetti risvegliati dal sonno REM riferiscono

sogni vividi e prolungati.

Rica