Manipolazione del sonno

Manipolazione del sonno

Diversi paradigmi di manipolazione del sonno

Ci sono diversi paradigmi:

• Deprivazione totale di sonno: il soggetto viene mantenuto sveglio per più giorni (fatto soprattutto in condizioni di record);
• Deprivazione parziale di sonno:
  • Può riferirsi alla semplice restrizione di sonno (se il soggetto dorme normalmente 8 ore, lo faccio dormire 5);
  • Selettiva (Rem vs Nrem, o solo Sol all'interno del NREM). Non sono stati fatti studi deprivando stadio 1 e 2 perché quando vado a deprivare il soggetto quelli che vado maggiormente a recuperare sono il REM e il SOL;
• Estensione: estendo il periodo di sonno, opposto alla deprivazione. Faccio dormire il soggetto ad libitum;
• Frammentazione: vado a interrompere il sonno;
• Dislocazione: faccio dormire il soggetto in ore non deputate al sonno.

Effetti delle manipolazioni del sonno

Qual è l'effetto delle manipolazioni?

• Su organizzazione del sonno,
• Performance.

Obiettivo delle manipolazioni del sonno

Qual è lo scopo di queste manipolazioni?

• Capire a cosa serve il sonno: valutare le funzioni del sonno, il bisogno quindi di sonno dei diversi tipi di sonno;
• Relazione con i disturbi del sonno: studiare rapporti tra disturbi del sonno e modificazioni delle funzioni biologiche e psichiche (ad esempio posso capire che tipo di deficit nelle performance ho nei soggetti con insonnia centrale);
• Come viene regolato il ritmo sonno veglia: creare modelli in base ai quali interpretare la regolazione del ritmo sonno veglia (per esempio, il modello a 2 processi è stato teorizzato sulla base di studi di deprivazione).

Esperimenti di privazione del sonno

Nel corso di esperimenti che vanno a mettere in atto paradigmi di privazioni, andiamo a osservare:

• Effetti fisiologici
• Effetti psicologici

Primi studi fatti sugli animali

Vantaggi: disponibilità dei reperti autoptici e possibilità di avere campioni più numerosi.

Limiti: difficoltà di poter discriminare se gli effetti che osservo sono dovuti allo stress sperimentale o alla deprivazione di sonno. Perché per essere deprivato, l'animale deve essere sottoposto a procedure particolari, cosa che nell'uomo non succede. In più bisogna tenere presente la differenza tra SN animale e umano al momento della generalizzazione.

La determinazione del bisogno di sonno viene valutata in base a 2 parametri:

• Cosa succede nel sonno di recupero,
• Cosa succede nelle mie performance durante la privazione.

Studi sulla deprivazione totale

1894, M. de Mancé:

• Condizione sperimentale: cuccioli tenuti svegli per 4-6 giorni (limite: assenza del gruppo di controllo)
• Risultati: temperatura (- 4°C), globuli rossi (-), piccole emorragie della corteccia cerebrale (dai referti autoptici)

Anni '20: Kleitman: studi con gruppi di controllo e della stessa cucciolata.

• Condizione sperimentale: cuccioli tenuti svegli per 2-7 giorni
• Risultati: Fino al 3°-4° giorno: la maggior parte si comportava normalmente. Al 3°-4° giorno: diminuzione globuli rossi e perdita di interesse per l'ambiente.

W.G. Crile (vedi Horne, 1988):

• Condizione sperimentale: conigli tenuti svegli per 4-5 giorni. Presenza di gruppo di controllo.
• Risultati: leggero aumento temperatura, globuli rossi = rallentamento respiro, modifiche a carico del fegato, surrenali, corteccia (forse dovute a tecniche autoptiche grossolane?)

Questi studi mostrano anche dei risultati diversi in alcuni momenti, inoltre le caratteristiche EEG non sono state usate e la cosa da tenere presente è che questi animali per essere tenuti svegli venivano costantemente tenuti in movimento da parte degli sperimentatori. È difficile stabilire se quello che si osserva è dovuto alla perdita di sonno o all’aumento dell’attività fisica.

Studi dagli anni 50

Gli studi a partire dagli anni '50 hanno iniziato a essere più sofisticati e con delle domande un pochino più circoscritte e precise:

Licklider and Bunch (1946)

Studio a): Qual è la quantità minima di sonno per la sopravvivenza? (ricorda che i ratti dormono 12h)

• Condizione sperimentale: ratti adulti tenuti svegli tramite “tapis roulant”.
• 4 gruppi:
  • Privazione totale
  • Nessuna privazione
  • Permesse 8 ore di sonno
  • Permesse 4 ore di sonno
• Risultati: gruppo a) decesso avvenuto fra il 3° e il 14° giorno, gruppo d) sopravvivenza a lungo termine anche se erano estremamente irritabili, gruppo c) condizioni quasi normali

Studio b): Quali sono gli effetti sullo sviluppo di una deprivazione parziale di sonno per un periodo prolungato? Qual è l’effetto sulla crescita e sull’apprendimento?

• Condizione sperimentale: ratti giovani ai quali venivano permesse 4 ore di sonno per 10-18 settimane.
• Risultati: diminuzione ritmo di crescita rispetto al gruppo di controllo, il peso si stabilizzava a un livello inferiore. Apprendimento leggermente migliore rispetto al gruppo di controllo (in contraddizione a ciò che ci si aspetta!).

Anni '80: esperimenti più sofisticati

Negli anni '80, esperimenti più sofisticati e con tecniche diverse (finalmente EEG), l'utilizzo di EEG ci permette anche di operare privazione selettiva del sonno: posso avere la possibilità di deprivare l'animale di un certo tipo di sonno, in particolare qui di sonno REM.

Rechtschaffen anni '80:

• Privazione totale di sonno
• Privazione di solo sonno REM

Condizione sperimentale: ratti su piattaforma rotante, registrazione EEG, presenza del gruppo di controllo. Nella condizione di privazione totale il gruppo di controllo perdeva il 25% di sonno, quello sperimentale il 92%. Nella condizione di privazione parziale (REM) il gruppo di controllo perdeva il 4% di sonno REM, quello sperimentale il 99%.

Perché anche il gruppo di controllo perde una certa quantità di sonno (25% e 4%)? Perché la piattaforma rotante posta su una superficie d’acqua poco profonda viene messa in moto quando l’animale sperimentale sta per addormentarsi o sta per entrare in REM, se anche il ratto di controllo sta dormendo viene deprivato in qualche modo anche lui.

Risultati della privazione del sonno

Effetti privazione totale:

• Astenia generalizzata
• Perdita di peso
• Maggiore consumo di cibo
• Lesioni spontanee (ulcere cutanee) nelle parti non coperte dal pelo (coda e zampe)

Quando si abbassa la temperatura, questo porta l'animale a mettere in atto delle strategie, ad esempio accovacciarsi sulla coda e altre zone senza pelo per proteggerle.

Durante la deprivazione di sonno c'è una dispersione termica che aumenta, in più l'animale man mano si dimentica di mettere in atto quelle strategie che normalmente usa per conservare calore e proteggere quelle parti non coperte dal pelo. Così si formano le ulcere cutanee.

• Aumento peso delle ghiandole surrenali e cortisolo (poco prima della morte), indicatore di stress. Non succede nell’uomo quando sottoposto a privazione!
• Diminuzione della temperatura (ultimi giorni prima della morte, morte dopo il 21° giorno)

Effetti privazione REM (più o meno stessi effetti, ma compaiono più tardi rispetto alla condizione di privazione totale, il decesso si verifica anche in questo caso):

• Perdita di peso
• Maggiore consumo di cibo
• Ulcere cutanee
• Aumento cortisolo e ACTH
• Diminuzione della temperatura
• Morte dopo il 37° giorno

Sintesi dei risultati ottenuti dalla deprivazione del sonno nell'animale

• Gli effetti principali sono: fame insaziabile, perdita di peso, diminuzione della temperatura
• La privazione di sonno, sia parziale che totale, negli animali è a lungo termine letale (problema: a quanto ammonterebbe il “lungo termine” per l’uomo? Non sono ovviamente stati fatti studi a riguardo, ma sappiamo che c’è una malattia che a lungo andare porta alla morte: Insonnia Fatale Familiare, non riesce più a dormire e muore)
• Una delle cause più importanti di morte sembra essere lo stress indotto dalle procedure utilizzate
• Entrambi i due tipi di sonno (REM e “sonno ad onde lente”) sembrano essere essenziali per la sopravvivenza
• Però la vera o le vere cause della morte non sono ancora conosciute

Ricerche sul neonato (Wolff)

Sonno inteso nella sua totalità. Sono ricerche brevi (3-4h), senza poligrafia, SA e SC differenziati da osservazione comportamentale. In senso lato hanno valutato l’effetto che il sonno ha sullo sviluppo e sul comportamento del neonato.