Capitolo 1 sonno e sogni
Il sonno è un’attività cerebrale molto complessa in cui i molteplici centri nervosi coinvolti costituiscono una rete di sistemi che si estende all’intero sistema nervoso centrale. Non va considerato come un momento in cui il cervello spegne l’interruttore perché in realtà il cervello non dorme mai. Il sonno è ben lontano dall’essere un momento di riposo o rilassante: ci sono, al suo interno, fasi agitate durante le quali il battito cardiaco accelera, la pressione sale, la respirazione si fa più affannosa. Le neuroscienze si sono occupate di sonno solo a partire dagli anni '50, quando i neurofisiologi, attraverso la registrazione del tracciato elettro-encefalografico, hanno scoperto la presenza del sonno REM. La psicoanalisi aveva iniziato gli studi sul sogno fin dal 1895 per dimostrare la forza determinante dell’inconscio.
Già nel 1935, quando si effettuavano le prime registrazioni del sonno a Harvard, era noto che durante la transizione dalla veglia al sonno avviene un cambiamento graduale dell’attività elettrica del cervello. Durante lo stato di veglia, le onde cerebrali sono molto rapide e sono caratterizzate da un voltaggio molto basso. Quando il livello di vigilanza aumenta, le onde cerebrali (onde beta) si fanno più rapide e il voltaggio diminuisce.
Nel 1925, Berger scoprì che sulla superficie del cranio è possibile registrare l’attività elettrica del cervello. Nel corso dei suoi studi sui fenomeni para-psicologici, quali la telepatia e la telecinesi, sosteneva l’ipotesi che fosse possibile effettuare un tracciato dell’attività elettrica del cervello durante l’attività telepatica. Dopo un anno di sperimentazione, riuscì a registrare un’attività elettrica spontanea sulla superficie del cervello e chiamò elettroencefalogramma il tracciato così ottenuto. Dimostrò inoltre che l’attività elettrica si riduce quando il soggetto elabora processi mentali o quando si stimolano le sue sensazioni.
Fase di addormentamento
Venne in seguito scoperto che la differenza tra l’attività del cervello nel sonno e nello stato di veglia è enorme. Le condizioni del sonno in laboratorio vengono studiate mediante tre diverse fonti di dati: le onde cerebrali, i movimenti del bulbo oculare e il tono muscolare.
Il talamo, la struttura ovoidale al centro del cervello, è la stazione principale di collegamento tra i segnali di ingresso che arrivano dagli organi sensoriali e le aree sensoriali della corteccia. Lugaresi dimostrò come la parte anteriore del talamo gioca un ruolo fondamentale nella regolazione del sonno. Le onde cerebrali fusiformi, che sono il segnale elettroencefalografico dell’inizio del sonno, hanno origine nel talamo.
Esistono almeno due meccanismi distinti capaci di rallentare il sistema veglia. Il primo riguarda i centri del sonno nell’area dell’ipotalamo. Grazie a tali meccanismi, che sono collegati alla formazione reticolare da vie neurali, il centro del sonno può ritardare il funzionamento del centro di attivazione e provocare l’addormentamento. La stimolazione della formazione reticolare della corteccia produce variazioni delle onde cerebrali. Le onde lente e alte (onde delta) vengono sostituite da onde basse e veloci (onde alfa). La stimolazione della formazione reticolare provoca un’attività identica a quella indotta dagli stimoli naturali. L’attività continua della formazione reticolare del tronco dell’encefalo può spiegare la condizione di veglia. Una diminuzione di tale attività per via naturale o provocata da farmaci può causare sonno, sonnolenza o sonno patologico.
La formazione reticolare è un sistema integrato che riceve informazioni da tutte le vie che trasmettono le percezioni al cervello e da tutte le vie motorie che passano gli ordini dal cervello ai muscoli. In tal modo, la formazione può ritardare o accelerare il passaggio di ogni genere di informazione. Moruzzi e Magoun studiarono le vie neurali che vanno dal cervelletto alla corteccia motoria. Essi condussero un esperimento inserendo degli elettrodi nell’area del tronco dell’encefalo, che consideravano come un ripetitore posto lungo le vie neurali che collegano le due aree. Hanno inoltre dimostrato come lo stato di veglia sia mantenuto da un continuo bombardamento di impulsi proiettato sulla corteccia cerebrale. Sull’attivazione dello stimolo elettrico osservarono che esso aveva generato onde cerebrali che indicavano uno stato di intensa vigilanza. Il centro è situato nell’area che unisce il midollo spinale con il tronco dell’encefalo. Questo centro fu scoperto nel 1949 presso il laboratorio di Moruzzi da Magnes. Il meccanismo è situato nella parte inferiore del tronco dell’encefalo, in un’area chiamata romboencefalo. La stimolazione elettrica dell’area fa addormentare immediatamente mentre la sua distensione provoca una continua mancanza di sonno.
Il centro cerebrale che sembra rivestire un ruolo fondamentale nel sonno è l’ipotalamo: in esso si trova il nucleo sovrachiasmatico, che rappresenta una minuscola centralina nervosa composta da qualche decina di migliaia di cellule che hanno il compito di regolare il nostro ritmo sonno-veglia. Nell’addormentamento entrano in azione l’orologio interno e la durata della deprivazione; in questa fase, dall’ipotalamo parte un flusso di segnali verso una delle parti più primitive del nostro cervello: il tronco. Da qui poi partono due flussi verso altre due zone: la zona della veglia e quella del talamo. Nella fase di addormentamento, il talamo riduce il flusso di segnali tra la corteccia e il resto del cervello; una serie di interruttori si aprono, si chiudono, o si attenuano e il cervello si trova in una situazione nuova: con i centri della veglia bloccati, le comunicazioni interne con l’organismo in sordina e quelle con l’esterno attraverso la corteccia attuite; a questo punto ci addormentiamo. Appena il soggetto chiude gli occhi e mette in atto il suo modo di prepararsi al sonno, alcune onde alfa indicano la comparsa del rilassamento e qualche minuto dopo il soggetto passa dalla veglia tranquilla allo stadio 1 del sonno.
Fasi non-REM
Dopo l’addormentamento abbiamo sia il sonno REM, associato a una vivida attività onirica e a una elevata attività cerebrale, sia sonno non-REM o sonno a onde lente, ed è a sua volta suddivisa in 4 stadi; questa fase è connessa con una ridotta attività neuronale. Nell’uomo, il contenuto di pensiero durante gli stadi non-REM è usualmente a carattere non visivo, presentandosi sotto forma di frammenti di realtà e di pensieri non organizzati e difficilmente narrabili. La comparsa dei vari stadi del sonno durante la notte è un processo ben organizzato.
La polisonnografia, ovvero la registrazione contemporanea dell’EEG, dell’attività muscolare e dei movimenti oculari, ci permette di descrivere gli stadi principali del sonno. Dopo che il soggetto si è messo a suo agio, l’attività elettrica del cervello cambia, si ha un’attività più lenta rispetto alla veglia, abbiamo quindi le onde alfa, caratterizzate da un voltaggio superiore rispetto a quello che si ha durante lo stato di veglia piena. Quindi le onde alfa, note come onde di Berger, sono collegate a uno stato di rilassamento. L’intensa attività delle onde alfa viene poi sostituita dalle onde teta, meno rapide anche se per l’ampiezza sono simili alle onde alfa. Questo stadio viene detto stadio 1 del sonno, mezzo sonno o stadio di transizione.
L’addormentamento è inoltre accompagnato da alcune variazioni fisiologiche nei muscoli scheletrici e oculari, nei movimenti respiratori e nella velocità del polso, infatti i muscoli scheletrici si rilassano quando ci addormentiamo, si ha anche la stabilizzazione dei movimenti respiratori e della frequenza cardiaca e la profondità della respirazione si riduce e a volte non è osservabile nessun movimento. Per quanto riguarda i movimenti oculari, questi sono più lenti, avvengono in modo verticale e sono pesanti.
Dopo l’addormentamento i movimenti oculari scompaiono per riapparire circa 90 minuti dopo in una forma del tutto diversa. Una forma di attività cognitiva associata al sonno di transizione, quindi allo stadio 1 del sonno, è data dalle cosiddette allucinazioni ipnagogiche. Durante il processo di addormentamento, il pensiero si fa sempre più associativo e meno concentrato sino ad arrivare ad essere per immagini. In alcuni casi, si ha una chiara continuità tra le ultime impressioni sensoriali di cui si è fatta esperienza appena prima di addormentarsi e il contenuto delle allucinazioni ipnagogiche.
La fase 1 è caratterizzata da un ritmo di EEG di basso voltaggio e di elevata frequenza e da lenti movimenti oculari rotatori. Nella fase 2 compaiono i fusi del sonno, chiamati complessi K (un’unica onda di grande ampiezza, 4 volte più forte dell’attività di fondo delle onde teta). In questo stadio, l’EEG rallenta ulteriormente. A differenza delle onde alfa e teta che compaiono per periodi di qualche minuto, il complesso K e il fuso del sonno sono fugaci. Si tratta di un sonno leggero. Dopo 10 o 15 minuti dalla comparsa di complessi K e di fusi del sonno, si evidenzia un nuovo tipo di onda: onda delta. È un’onda lenta di voltaggio superiore a quello delle onde alfa e teta e annuncia l’arrivo del sonno profondo. Lo stadio 3 è una fase temporanea tra il sonno leggero dello stadio 2 e il sonno profondo dello stadio 4. Al pari dello stadio 1, lo stadio 3 è di breve durata. Alla comparsa dello stadio 4, le uniche onde visibili sono le onde delta. A quel punto segue una certa stabilizzazione dell’attività elettrica e per i 30-40 minuti che seguono non vi sono movimenti plateali del tronco e degli arti. Diversi movimenti di una certa entità sono le prime indicazioni che nella sequenza del sonno un cambiamento sta per avvenire, lo stadio 4 si è interrotto. Questi movimenti in seguito si placano e mostrano che il soggetto è tornato in una fase di sonno più leggero.
Fase REM
Nuovi movimenti compaiono soltanto dopo altri 5-6 minuti, annunciando un qualcosa rimasto misterioso fino al 1953 nel laboratorio di ricerche sul sonno dell’Università di Chicago. Vi insegnava Kleitman, che attribuiva molta importanza ai movimenti oculari lenti che accompagnano il processo di addormentamento e decise di esaminare se gli stessi comparissero anche in un altro momento del sonno. Aserinsky, nel 1951, iniziò l’osservazione dei neonati che dormono anche durante il giorno e notò che i movimenti oculari lenti che si verificano quando il neonato prende sonno vengono sostituiti da movimenti veloci del tipo di quelli che si hanno nello stato di veglia.
Una volta riusciti a registrare i movimenti oculari rapidi negli adulti, si dimostrò che in netto contrasto con gli altri stadi del sonno, quando i soggetti vengono destati da un sonno caratterizzato da movimenti oculari rapidi, sono in grado di ricordare un sogno chiaramente in tutti i suoi particolari. Aserinsky e Kleitman definirono sonno REM questo stadio del sonno. Con la comparsa del sonno REM, i fusi del sonno e i complessi K scompaiono all’improvviso come pure il tono muscolare. Gli occhi saltano da un lato all’altro per parecchi minuti. I movimenti del corpo segnano un cambiamento di stadio: il sonno REM è finito. I movimenti rapidi iniziano a comparire 90 minuti dopo che il soggetto si è addormentato e scompaiono dopo appena 5-10 minuti.
Di fatto, nel sonno REM le onde cerebrali sono quasi del tutto identiche a quelle che si hanno nello stadio 1, che abbiamo definito come mezzo sonno o stadio di transizione. Inoltre, vi è una somiglianza pressoché totale tra i movimenti oculari di una persona sveglia e quelli del sonno REM. Durante il sonno REM, il tono muscolare subisce un ulteriore cambiamento: scompare del tutto. In questo stadio del sonno, siamo in una condizione di totale paralisi muscolare e anche questo fenomeno è causato da una variazione spontanea dell’attività cerebrale. È quindi presente un meccanismo che impedisce la trasmissione al midollo spinale degli impulsi nervosi che vengono inviati dalle aree della corteccia motoria collegate al controllo dei muscoli. Nel sonno REM, i ritmi della respirazione e del cuore subiscono fluttuazioni radicali, come se il dormiente si trovasse nel bel mezzo di un forte sconvolgimento emotivo. Successivamente, esperimenti di psicofisiologia svolti in fase REM hanno dimostrato che l’organizzazione del sogno nei suoi aspetti geometrico-spaziali e nella componente emozionale coinvolge di preferenza l’emisfero destro mentre la caratteristica narrativa dipenderebbe in misura determinante dall’emisfero sinistro.
Cicli del sonno
Nel corso della notte, esiste un pattern relativamente prevedibile relativo al passaggio da una fase del sonno all’altra. All’inizio del sonno, si assiste a una progressione dalla fase 1 alla 4 seguita da una più rapida ascesa alla fase 1. Dopo 70-90 minuti dall’inizio del sonno, in sostituzione di una nuova fase 1 compare la prima fase di sonno REM che nell’uomo è solitamente di breve durata. Dopo la prima fase REM, il ciclo del sonno si ripete con la comparsa di una nuova fase REM 90 minuti dopo. La durata del ciclo del sonno REM è di 90 minuti e la durata di ogni episodio è di 30. In generale, la facilità del risveglio segue ordinatamente le fasi del sonno ed è inversamente proporzionale alla frequenza delle onde EEG, essendo la fase 1 e quella REM quelle in cui è più facile svegliarsi, mentre la fase 4 rappresenta quella in cui il risveglio è più difficile.
Quando una persona viene svegliata durante il sonno a onde lente è solitamente disorientata e il pensiero disorganizzato. Se vi è un breve risveglio durante questa fase del sonno, in genere è presente amnesia per i fatti avvenuti durante il risveglio stesso. Durante il sonno non-REM predomina l’attività parasimpatica, con diminuzione della frequenza cardiaca e della pressione sanguigna e un aumento della motilità intestinale. Nella fase REM si determina un’attivazione simpatica che porta a un aumento della pressione sanguigna, con maggiore frequenza e irregolarità della respirazione e si ha una cessazione dei movimenti gastrointestinali. Gli stadi 3 e 4 sono presenti principalmente nella prima metà della notte, questo spiega perché nelle ore del mattino sono più frequenti i risvegli. Tale fenomeno è accentuato negli anziani, dato che la durata dello stadio 4 si riduce col passare degli anni e scompare dopo i 60 anni. La durata del sonno REM corrisponde al 25% del sonno complessivo di un giovane adulto, con una frequenza irregolare di 5-7 cicli per notte. I periodi di sonno REM sono più corti nella prima parte della notte ma più frequenti nella seconda.
Disturbi del sonno
Alfred Maury, studioso francese dell'800, afferma che i sogni sono semplicemente la conseguenza dei cambiamenti fisiologici che emergono nel cervello e nel sistema nervoso quando ricevono le impressioni degli organi sensoriali durante il sonno. Maury in realtà non stava studiando i sogni del sonno REM ma le allucinazioni ipnagogiche che hanno una certa somiglianza con i sogni. Maury era convinto che l’origine dei sogni risiedesse nelle impressioni sensoriali, sostenne che l’intero sogno (in cui sogna di dover essere ghigliottinato e si sveglia in preda al panico e scopre che il baldacchino era crollato e che una delle aste gli era caduta sul collo, nel punto dove avrebbe dovuto colpirlo la ghigliottina nel sogno) aveva avuto luogo nel breve intervallo trascorso tra il colpo sul collo e il risveglio. Freud cita il sogno della ghigliottina ne “l’interpretazione dei sogni” sostenendo che il sogno esprimeva il desiderio nascosto di Maury di morire da eroe a compenso della frustrazione causata dal suo fallimento come uomo politico.
Le allucinazioni ipnagogiche nella narcolessia compaiono in forma di segni chiari e particolareggiati che spesso si mischiano con le ultime cose viste e sentite dal paziente prima dell’attacco. Il paziente narcolettico soffre di attacchi incontrollabili di sonno e di una grave perdita di tono muscolare che lo fa cadere. Nei narcolettici, il ritmo del sonno si inverte; addormentandosi entrano direttamente nella fase REM. L’inversione si presenta tanto nel sonno notturno quanto in quello diurno.
In un paziente affetto dalla sindrome di Kleine-Levin si sono riscontrate alcune alterazioni della secrezione di prolattina e di gonadotropina le quali sono sorvegliate dall’ipotalamo. Si tratta di una disfunzione genetica del controllo dell’ipotalamo che influisce sul sonno e causa disturbi del comportamento legati a istinti quali la fame, sete, sesso. Pare che la disfunzione sia connessa all’eliminazione degli inibitori dell’attività di vari centri dell’ipotalamo.
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