Il sonno REM è una fase del sonno caratterizzata da basso tono muscolare, movimenti oculari rapidi e sogni. È presente in tutti i mammiferi e ha proprietà fisiologiche uniche che lo distinguono dal sonno non-REM.

Punti chiave sul sonno REM:

• Associato ai sogni
• Movimenti oculari rapidi
• I muscoli sono paralizzati

Sul sonno REM

Questo stadio del sonno è anche conosciuto come “sonno paradossale” o “sonno desincronizzato”, a causa delle somiglianze fisiologiche con gli stati di veglia di una persona; che include onde cerebrali a basso voltaggio, rapide e desincronizzate. Si ritiene che l’attività chimica ed elettrica che regola questa fase del sonno abbia origine nel tronco cerebrale, e questo è caratterizzato soprattutto da una combinazione di abbondanza di acetilcolina (un neurotrasmettitore), e la quasi completa assenza di serotonina, istamina e noradrenalina (neurotrasmettitori monoaminici). (1)

Il sonno REM punteggiato è immediatamente preceduto da onde ponto-genicolo-occipitali (PGO), che sono esplosioni elettriche di attività provenienti dal tronco encefalico. Circa ogni sei secondi durante la transizione dal sonno profondo a quello paradossale, queste onde si presentano in gruppi e durano da uno a due minuti. È quando si spostano nella corteccia visiva che mostrano la loro massima ampiezza, causando così i movimenti oculari rapidi nel sonno paradossale.

Sonno REM ed energia cerebrale

Nel sonno REM, l’energia del cervello, misurata dal metabolismo del glucosio e dell’ossigeno, è uguale o superiore all’energia utilizzata nella veglia. Rispetto al sonno profondo a onde lente, sia il sonno paradossale che quello di veglia comportano un uso maggiore di acetilcolina (il neurotrasmettitore) che può spiegare le onde cerebrali più veloci. I neurotrasmettitori monoamine serotonina, istamina e norepinefrina sono completamente indisponibili. (2)

Si è scoperto che iniezioni di inibitore dell’acetilcolinesterasi possono indurre un sonno paradossale sia nell’uomo che in altri animali che già sperimentano un sonno a onde lente. Questo inibitore aumenta efficacemente l’acetilcolina disponibile. Il carbacholo ha un’influenza simile, imitando l’effetto dell’acetilcolina sui neuroni. Le stesse iniezioni nell’uomo sveglio producono un sonno paradossale, ma solo quando i neurotrasmettitori della monamina sono già esauriti.

L’acido gamma-aminobutirrico (GABA) e l’orexina sono altri due neurotrasmettitori che sembrano promuovere la veglia, diminuire durante il sonno profondo e prevenire il sonno paradossale. I cambiamenti chimici del cervello indicano un’oscillazione periodica continua, a differenza dei cambiamenti improvvisi nei modelli elettrici.

Il ruolo del tronco cerebrale nel sonno REM

Durante il sonno REM, l’attività neurale sembra avere origine nel tronco cerebrale, specialmente nel locus coeruleus e nel tegmento pontino.

Secondo la teoria della sintesi di attivazione suggerita da Allan Hobson e Robert McCarley nel 1975-1977, il controllo del sonno REM coinvolge le vie dei neuroni REM-on e REM-off nel tronco encefalico. I neuroni REM-on sono principalmente colinergici, cioè coinvolgono l’acetilcolina; mentre i neuroni REM-off attivano la noradrenalina e la serotonina, che, tra le altre funzioni, sovrastano i neuroni REM-on. È stato suggerito da Hobson e McCarley che i neuroni REM-on stimolano i neuroni REM-off, diventando così il meccanismo del ciclo che si verifica tra il sonno REM e non-REM. Le equazioni Lotka-Volterra sono state utilizzate per spiegare questa relazione ciclica inversa. (3)

Nel 1981, Michael Jouvet e Kayuza Sakai hanno proposto un modello simile. Sembra che durante la veglia e la REM, l’acetilcolina si manifesta ugualmente nella corteccia; ma durante la REM appare in concentrazioni più elevate nel tronco cerebrale.

Il ritiro di GABA e Orexina può spiegare l’assenza degli altri neurotrasmettitori eccitatori. La tomografia a emissione di positroni è stata utilizzata nella ricerca degli anni 90 e ha confermato il ruolo del tronco cerebrale. Questa ricerca ha anche suggerito che i sistemi paralimbico e limbico all’interno del proencefalo, che sono generalmente collegati con l’emozione, hanno mostrato una maggiore attivazione rispetto ad altre aree.

Perché è importante il sonno REM

Il sonno REM, o Rapid Eye Movement Sleep è una delle fasi del sonno. È la fase del sonno più associata al sogno. Durante il sonno REM il cervello e il corpo agiscono in modo molto diverso rispetto alle altre fasi del sonno. Durante questa fase del sonno i muscoli scheletrici agiscono come se fossero paralizzati. Infatti tutti i muscoli volontari, tranne i muscoli degli occhi, sono atonici, o senza movimento. Questo probabilmente ha avuto qualche beneficio evolutivo in quanto ha protetto noi e gli altri da lesioni, dato che altrimenti avremmo recitato i nostri sogni. (4)

Durante il sonno REM, il cervello è più attivo che durante le altre fasi del sonno. L’EEG, o elettroencefalogramma, assomiglia all’ora della veglia. Naturalmente, gli occhi mostrano un modello distinto sullo studio del sonno che dimostra movimenti oculari rapidi, da cui il nome. I muscoli scheletrici a volte mostrano brevi contrazioni che possono essere in fase con i movimenti degli occhi.

Cosa sono i sogni e perché sogniamo? Non è facile rispondere a questa domanda. Ci sono diverse teorie sul significato del sogno. Una credenza è che i sogni sono il modo del cervello di elaborare e memorizzare pezzi di informazioni pertinenti agli eventi precedenti.