Uno dei grandi misteri irrisolti della scienza è il motivo per cui gli umani e gli altri animali dormono. Si ritiene che il sonno sia importante per consentire ai nostri organi di ripararsi da soli ed è la chiave per lo sviluppo dei ricordi, ma non è chiaro perché tale necessario mantenimento avvenga solo dopo essere caduto in uno stato inconscio.

Un modo per risolvere l’enigma del sonno è quello di indagarne le origini e un nuovo studio sul pesce zebra rivela che il modello del sonno, trovato nell’uomo e in molti altri animali, si è evoluto almeno 450 milioni di anni fa.

Diverse fasi complesse

È noto che quasi tutti gli animali del pianeta con un cervello entrano in una specie di stato di sonno. Nell’uomo, il sonno consiste in diverse fasi complesse, caratterizzate da cambiamenti nelle firme neuronali.

Lo studio offre la prova che quando un pesce zebra entra in uno stato di sogno, sperimenta una serie di schemi neuronali complessi simili agli umani. Sappiamo che mammiferi, uccelli e lucertole mostrano un simile grado di complessità in queste fasi di cambiamento del sonno, ma finora non si sa esattamente cosa succede nel cervello di un pesce quando dorme.

Per provare a risolvere questo enigma, un team di scienziati dell’Università di Stanford ha progettato un pesce zebra per far lampeggiare i singoli neuroni quando sono entrati in attività. Quindi, hanno costruito un nuovo microscopio in grado di esaminare un intero corpo di pesce con una risoluzione a singola cellula. I pesci furono immobilizzati in una soluzione e poi osservati in dettaglio mentre entravano in quello che era noto per essere il loro unico stato di sogno.

La ricerca

Mentre i pesci attraversavano il loro periodo di sonno, i ricercatori hanno identificato due modelli di attività cerebrale: un modello che hanno chiamato “sonno a scoppio lento” che i ricercatori suggeriscono sia analogo al sonno a onde lente negli esseri umani. L’altro modello è stato etichettato “sogno dell’onda di propagazione“, e si suggerisce che assomigli al sonno REM nell’uomo.

Naturalmente, i pesci non mostrano lo stesso rapido movimento oculare degli umani in questa nota fase del sonno, ma altri segni muscolari e corporei che sono stati osservati nel pesce zebra durante questa fase, sono simili a quelli di una fase REM umana.

Vecchie firme neurali

Mentre questa scoperta potrebbe non dimostrare completamente che il pesce zebra entra in fasi del sonno esattamente simili a quelle degli esseri umani, offre alcune prove del fatto che i comportamenti del sonno nei pesci sono molto più complessi di quanto molti credano.

I ricercatori suggeriscono che il pesce zebra potrebbe essere usato come un modello animale efficace per studiare i disturbi del sonno e provare nuovi farmaci. Lo studio offre chiare prove del fatto che, quando un pesce zebra entra in uno stato di sonno, non si limita a un periodo di latenza unidimensionale, ma si muove attraverso una serie di complessi schemi neuronali che ricordano la raffinatezza di sonno nei mammiferi.

Da una prospettiva evolutiva, i ricercatori affermano che ciò suggerisce che complessi schemi cerebrali nel sonno sono comparsi almeno 450 milioni di anni fa. Il fatto che queste firme neuronali possano essere considerate analoghe a quelle umane, offre un’ipotetica linea evolutiva che rende il sonno complesso una proposta molto più antica di quanto non sia mai stato considerato prima.

Oltre ad essere una scoperta puramente accademica, i ricercatori suggeriscono che potrebbero esserci applicazioni pratiche di questi risultati, poiché il pesce zebra potrebbe essere usato come un modello animale efficace per studiare i disturbi del sonno e provare nuovi farmaci.