Nel sonno il cervello cerca di anticipare il futuro

Capita a volte di svegliarsi con in mente la soluzione a un problema che solo poche ore prima sembrava irrisolvibile: accade perche' durante il sonno il cervello non consolida soltanto il ricordo delle esperienze passate, ma cerca di anticipare quelle future. Lo dimostra lo studio sui ratti nature.com/articles/s41586-024-07397-x">pubblicato sulla rivista Nature dai ricercatori della Rice University e dell'Universita' del Michigan.

I risultati offrono una visione inedita di cio' che fanno i singoli neuroni dell'ippocampo dei ratti per stabilizzare e calibrare la rappresentazione dell'ambiente circostante durante il sonno, dopo che l'animale ha fatto esperienza di un luogo sconosciuto. I ricercatori sono riusciti a ottenerla monitorando particolari onde cerebrali che servono a consolidare i nuovi ricordi.

"Per la prima volta in questo lavoro, abbiamo osservato come questi singoli neuroni stabilizzano le rappresentazioni dello spazio durante il riposo", afferma il bioingegnere Caleb Kemere della Rice University. La curiosita' dei ricercatori, pero' , e' andata ben oltre. "Abbiamo immaginato che alcuni neuroni potessero cambiare le loro rappresentazioni, riflettendo l'esperienza che tutti abbiamo avuto di svegliarci con una nuova comprensione di un problema", spiega Kemere.

Per dimostrarlo, i ricercatori hanno addestrato i ratti a muoversi avanti e indietro su una pista rialzata e hanno osservato l'attivita' elettrica dei singoli neuroni dell'ippocampo. Con un calcolo statistico hanno capito quale porzioni del percorso veniva rappresentata da ciascun neurone e, grazie a un algoritmo di apprendimento automatico, hanno potuto stabilire in quale posto l'animale stava sognando di trovarsi. Questa tecnica ha permesso di confermare che le rappresentazioni spaziali che si formano durante l'esperienza di un nuovo ambiente sono stabili per diverse ore di sonno post-esperienza, ma non solo.

Durante il riposo alcuni neuroni producono dei cambiamenti e, quando i ratti vengono messi nuovamente nel nuovo ambiente per una seconda volta, questi cambiamenti riflettono qualcosa che e' stato appreso durante il sonno. "E' come se la seconda esposizione fosse avvenuta mentre l'animale dormiva", sottolinea Kemere. Cio' e' importante perche' dimostra per la prima volta che la neuroplasticita' , cioe' il rimodellamento delle connessioni del cervello, avviene non solo durante la veglia quando sono presenti stimoli esterni, ma anche durante il sonno.