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È importante dormire per mantenere efficiente la nostra memoria?

26/06/2022

Il sonno, così come mangiare o bere, è una condizione indispensabile per la salute della nostra mente e del corpo, non è una fase passiva della nostra vita, ma un momento della nostra giornata durante il quale si svolgono numerose funzioni fondamentali per la salute ed il benessere.
 
Lo dimostra anche il fatto che l’insonnia e la deprivazione di sonno causano numerose patologie fisiche e psichiche, mentre animali deprivati di sonno muoiono in 2-3 settimane (1).

Le ricerche degli ultimi decenni ci dicono ormai in modo inconfutabile quanto il sonno sia necessario per la salute del nostro cervello e per il suo funzionamento. Un buon sonno aumenta l’attenzione, favorisce la concentrazione, aumenta il controllo emotivo, favorisce la creatività, riduce ansia e depressione ed è indispensabile per la memoria. In passato si riteneva che il sonno avesse un ruolo passivo sulla memoria, riconoscendole una funzione di protezione dall’interferenza di nuovi stimoli. Ora sappiamo che il sonno ha un ruolo attivo durante il quale le informazioni acquisite vengono immagazzinate in una memoria più stabile (consolidamento della memoria) (2).
Durante il giorno le informazioni che riceviamo dall’ambiente vengono temporaneamente depositate in una zona del cervello chiamato ippocampo, che fa parte del sistema limbico, e che possiamo considerare come una memoria di passaggio, a breve termine, soggetta ad un rapido deterioramento. Poiché la capacità di contenere informazioni da parte dell’ippocampo non è infinita, è necessario una periodica pulizia della stessa per poter acquisire altre informazioni che altrimenti verrebbero a sovrascrivere quelle già esistenti.
E’ solo durante il sonno, in assenza di nuovi stimoli ambientali, che i contenuti della memoria a breve termine vengono rielaborati, le informazioni inutili vengono eliminate, mentre quelle necessarie vengono trasferite alla neocorteccia frontale (la parte anteriore del cervello) che è la sede della memoria a lungo termine, attraverso un processo definito di consolidamento della memoria. In questo modo, tutte le informazioni considerate più importanti per le nostre attività future vengono salvate in una memoria più stabile (neocorteccia), mentre l’ippocampo viene liberato di tutte le informazioni ed è pronto il giorno seguente ad incamerare altri dati. Se non dormiamo o abbiamo un sonno di qualità scadente, questi processi non avvengono ed il giorno seguente facciamo difficoltà ad immagazzinare altre informazioni ed a ricordare quelle già acquisite.
Il processo di trasferimento di informazioni dalla memoria a breve termine a quella a lungo termine non è comunque un semplice spostamento di dati, ma i contenuti vengono rielaborati e confrontati con le informazioni già presenti nella memoria a lungo termine, vengono create associazioni, in un processo che possiamo considerare di continuo apprendimento. I contenuti delle nuove memorie vengono inoltre modificati anche in funzione di una migliore integrazione con quanto già presente nella memoria a lungo termine (3).
Quanto ritenuto utile per le attività future viene protetto dall’interferenza di nuove informazioni simili (stabilizzazione) ed avviene un rafforzamento di quelle memorie che favoriscono la migliore esecuzione di un compito (4).
Quindi il sonno non solo è importante per permettere il giorno seguente di acquisire nuove informazioni, ma anche per salvare in una memoria stabile le informazioni utili che abbiamo acquisito. Se dormiamo bene dopo avere acquisito nuovi dati, gli stessi vengono conservati in maniera più stabile nel tempo ed abbiamo una migliore capacità di recupero (5-6-7).
Gli effetti benefici del sonno sulla memoria non riguardano soltanto la memoria cognitiva, anche se questa è stata la più studiata, ma anche altre tipologie di memorie, come ad esempio la memoria delle attività motorie (8-9-10) e la memoria emotiva (11). Se un pianista od un atleta si allena su alcuni esercizi e se all’allenamento segue un sonno di qualità, avrà migliori prestazioni il giorno seguente perché nel sonno la memoria dei movimenti appresi viene continuamente raffinata in un processo di costante apprendimento.
Gli effetti benefici del sonno sulla memoria sono inoltre tanto più evidenti quando minore è il lasso di tempo trascorso tra apprendimento e fase di sonno (12-13).

Tutto il periodo di sonno è importante per la memoria, ma è soprattutto necessario che le fasi N-REM e le fasi REM si sviluppino in modo sequenziale per avere una efficacia maggiore (14). Si è dimostrato che i processi di riattivazione, trasferimento e consolidamento avvengono soprattutto nella fase N-REM (15-16) che prevale nella prima fase della notte. La fase REM (Rapid Eye Movements) o del sogno, che prevale nella seconda fase della notte, favorisce l’ulteriore consolidamento delle nuove memorie a livello corticale attraverso un processo di potenziamento sinaptico (17-18), il confronto e le associazioni dei contenuti memorizzati, facilitando il processo di creatività. Non raramente alcune grandi scoperte sono avvenute proprio al risveglio da un sogno. Si narra che Mendelev, che stava sviluppando da anni la tavola degli elementi, abbia trovato la soluzione proprio svegliandosi da un sogno e circostanze simili sono state riferite anche per altre intuizioni.

Quando riscontriamo disturbi della memoria soprattutto a breve termine, temiamo che ciò possa rappresentare il primo sintomo di un decadimento mentale che poi evolva verso la demenza. Più spesso il deficit di memoria è invece attribuibile ad un sonno qualitativamente o quantitativamente scadente, per cui dormire bene è sempre importante per mantenere un buon funzionamento cerebrale.


1) Rechtschaffen A, Bergmann BM.: Sleep deprivation in the rat by the disk-over-water
method. Behav Brain Res 69: 55–63, 1995

2) Björn Rasch and Jan Born: About sleep’s role in memory, Physiol Rev 93: 681–766, 2013

3) Wagner U., Gais S., Haider H., Verleger R. & Born J.: Sleep inspires insight. Nature 427, 352–355 (2004).

4) Korman M., Doyon J., Doljansky J., Carrier J., Dagan Y., Karni A.: Daytime sleep condenses the time course of motor memory consolidation. Nature Neurosci. 10, 1206–1213 (2007).

5) Marshall L. & Born J.: The contribution of sleep to hippocampus-dependent memory consolidation. Trends Cogn. Sci. 11, 442–450 (2007).

6) Robertson E. M., Pascual-Leone A. & Miall R. C. Current concepts in procedural consolidation. Nature Rev. Neurosci. 5, 576–582 (2004).

7) 10. Smith C.: Sleep states and memory processes in humans: procedural versus declarative memory systems. Sleep Med. Rev. 5, 491–506 (2001).

8) Plihal W. & Born J. Effects of early and late nocturnal sleep on declarative and procedural memory. J. Cogn. Neurosci. 9, 534–547 (1997).

9) Fischer S., Hallschmid M., Elsner A. L. & Born, J.: Sleep forms memory for finger skills. Proc. Natl Acad. Sci. USA 99, 11987–11991 (2002).

10) Walker M. P., Brakefield T., Hobson J. A. & Stickgold R.: Dissociable stages of human memory consolidation and reconsolidation. Nature 425, 616–620 (2003).

11) Nishida M., Pearsall J., Buckner R. L. & Walker M. P.: REM sleep, prefrontal theta, and the consolidation of human emotional memory. Cereb. Cortex 19, 1158–1166 (2009).

12) Gais S., Lucas B. & Born J.: Sleep after learning aids memory recall. Learn. Mem. 13, 259–262 (2006).

13) Talamini L. M., Nieuwenhuis I. L., Takashima A. & Jensen, O.: Sleep directly following learning benefits consolidation of spatial associative memory. Learn. Mem. 15, 233–237 (2008).

14) Giuditta A. et al.: The sequential hypothesis of the function of sleep. Behav. Brain Res. 69, 157–166 (1995).

15) Plihal W. & Born J.: Effects of early and late nocturnal sleep on declarative and procedural memory. J. Cogn. Neurosci. 9, 534–547 (1997).

16) Diekelmann S., Wilhelm I. & Born J.: The whats and whens of sleep-dependent memory consolidation. Sleep Med. Rev. 13, 309–321 (2009).

17) Dudai Y.: The neurobiology of consolidations, or, how stable is the engram? Annu. Rev. Psychol. 55, 51–86 (2004).

18) Frankland P. W. & Bontempi B.: The organization of recent and remote memories. Nature Rev. Neurosci. 6, 119–130 (2005).


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