L’interruzione del sonno può ostacolare lo sviluppo del cervello e aumentare il rischio di autismo. I topi giovani che non riescono a riprendersi dalla perdita del sonno mostrano cambiamenti comportamentali duraturi, sottolineando il ruolo del sonno nello sviluppo.
Le conseguenze dell’interruzione del sonno dei bambini
La privazione del sonno nei primi anni di vita interrompe lo sviluppo del cervello e può aumentare il rischio di disturbi neuroevolutivi come l’autismo. Uno studio recente mostra che i giovani topi non hanno la capacità di riprendersi dalla perdita del sonno, il che influisce sulla formazione delle sinapsi e sul comportamento a lungo termine, evidenziando l’importanza del sonno durante lo sviluppo.
L’interruzione del sonno negli adulti è stata costantemente associata a problemi di salute fisica e mentale a lungo termine, tra cui indebolimento del sistema immunitario, aumento di peso, depressione e un rischio maggiore di sviluppare demenza. Ma perché la mancanza di sonno ha conseguenze così gravi?
Il sonno in realtà gioca un ruolo cruciale fin dal momento in cui nasciamo. Da neonati, il nostro cervello sta ancora formando le estremità dei neuroni, chiamate sinapsi, che sono importanti per l’apprendimento, l’attenzione, la memoria di lavoro e la memoria a lungo termine. Il sonno consente a questi neuroni di svilupparsi e connettersi tra loro, stabilendo le funzioni cerebrali per il resto della vita.
Se questo delicato ma importante processo venisse interrotto da un continuo risveglio o dall’ansia da separazione, ciò potrebbe avere effetti duraturi sul cervello e sul comportamento.
Un nuovo studio condotto da Sean Gay, uno studente laureato nel laboratorio di Graham Diering, PhD, professore associato presso il Dipartimento di Biologia cellulare e Fisiologia presso la UNC School of Medicine, ci ha fornito maggiori informazioni su come l’interruzione del sonno durante la prima infanzia influisce su parti chiave dello sviluppo del cervello e su come può anche aumentare il rischio di sviluppare un disturbo dello spettro autistico (ASD). I loro risultati sono stati pubblicati su Proceedings of the National Academy of Sciences.
“Gli effetti unici della perdita di sonno durante lo sviluppo sono in gran parte inesplorati”, ha affermato Diering. “I nostri dati mostrano che neonati e bambini sono più vulnerabili agli effetti negativi dell’interruzione del sonno. Abbiamo anche scoperto che la perdita di sonno durante questo periodo cruciale può interagire negativamente con il rischio genetico sottostante per il disturbo dello spettro autistico”.
L’interruzione del sonno è un importante indicatore precoce di problemi di crescita cerebrale e di altri disturbi dello sviluppo neurologico, come ASD, disturbo da deficit di attenzione e iperattività e disabilità intellettiva. L’interruzione del sonno è stata notata in >80% delle persone con ASD, ma se l’interruzione del sonno sia una causa o una conseguenza dell’ASD è in gran parte sconosciuto.
Diering ha studiato a lungo come il sonno rafforzi le sinapsi nel tempo, un processo chiamato plasticità sinaptica, e come la mancanza di sonno possa contribuire a disturbi cognitivi e neurodegenerativi. Se i ricercatori potessero comprendere meglio i collegamenti tra sonno e ASD, ricercatori e medici potrebbero anche fare diagnosi più precoci e ideare nuove strategie di trattamento per il disturbo.
Nel 2022, il laboratorio Diering ha cercato di capire se l’interruzione del sonno durante la prima infanzia potesse interagire con il rischio genetico sottostante di ASD per causare cambiamenti duraturi nel comportamento degli adulti. Utilizzando modelli di topi, i ricercatori hanno scoperto che l’interruzione del sonno durante la terza settimana di vita (simile all’età di 1-2 anni negli esseri umani) ha causato deficit duraturi nel comportamento sociale nei topi maschi che erano geneticamente vulnerabili ad avere ASD.
Il laboratorio Diering voleva esplorare ulteriormente queste scoperte, questa volta addentrandosi nel modo in cui i modelli di topi adulti e in via di sviluppo compensano la perdita di sonno. Utilizzando case per topi specializzate con sensori altamente sensibili, i ricercatori sono stati in grado di tracciare attentamente i movimenti e la respirazione dei topi, consentendo loro di tenere traccia degli stati di veglia e sonno.
I ricercatori hanno dimostrato che quando i modelli di topi adulti perdevano una quantità significativa di sonno, compensavano aumentando il sonno più tardi durante le loro normali ore attive. Definita “rimbalzo del sonno”, questa risposta consentiva agli adulti di “recuperare” il sonno perso.
I topi più giovani, d’altro canto, non avevano affatto il rimbalzo del sonno. Ciò ha confermato l’ipotesi del ricercatore secondo cui i topi più giovani potrebbero essere più suscettibili agli effetti dannosi dell’interruzione del sonno. I ricercatori hanno anche notato che la privazione del sonno nei topi giovani comprometteva completamente le loro prestazioni in un compito di memoria di apprendimento, mentre gli adulti erano molto più resilienti dopo la perdita del sonno.
Successivamente, il laboratorio ha spostato la sua attenzione sugli effetti del sonno e della privazione del sonno sulle sinapsi neuronali, che mediano la comunicazione tra neuroni e sono la sede principale per la formazione e l’archiviazione della memoria. Sono anche ampiamente studiate per il loro ruolo fondamentale nel favorire la salute del sonno.
I ricercatori hanno eseguito una serie di analisi molecolari per esaminare come la privazione del sonno influisce sulle sinapsi. Utilizzando analisi proteiche all’avanguardia, sono stati in grado di mappare la composizione proteica e i cambiamenti biochimici che influenzano le sinapsi. L’analisi ha mostrato che la l’interruzione del sonno nei topi giovani, ma non negli adulti, ha fortemente influenzato la formazione delle sinapsi, un aspetto chiave dello sviluppo del cervello.
“Questo fornisce ora uno dei set di dati più grandi e completi per esaminare gli effetti molecolari dell’interruzione del sonno nel corso della vita”, ha affermato Diering.
Una missione in corso del laboratorio, informata attraverso il lavoro molecolare di questo studio attuale, è quella di sviluppare farmaci di nuova generazione basati sul sonno che potrebbero essere utilizzati nei bambini. Invece di agire come un sedativo, sperano di creare un farmaco che possa colpire le sinapsi per ripristinare la funzione del sonno, piuttosto che alterare il comportamento del sonno stesso.
“Lo sviluppo non è qualcosa che si può tornare indietro e rifare”, ha detto Diering. “Il sonno è importante per tutta la vita e soprattutto durante lo sviluppo. Capire ciò che sappiamo ora porrà maggiore enfasi sulla comprensione dei problemi del sonno nell’ASD e potrebbe portare a un’importante via terapeutica per trattare l’ASD e altre condizioni dello sviluppo”.
