Il professore associato Bruno van Swinderen, ricercatore sul sonno e la coscienza, studia i moscerini della frutta per saperne di più sul sonno, poiché hanno un cervello molto più semplice di quello umano. L’evoluzione del sonno e del sonno animale, può dirci molto sul perché abbiamo bisogno di dormire, perché sogniamo e cos’è esattamente la coscienza.

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Risposte alle domande sul sonno degli animali

Q: Perché alcuni animali dormono molto più a lungo di altri? Per esempio, un leone dorme per circa 20 ore al giorno ma un ghepardo dorme per 12 ore.

A: Questo è un grande mistero. Ancora peggio, gli ungulati (mucche e antilopi e simili) dormono solo per un paio (forse 3-4) di ore. All’altra estremità, alcuni pipistrelli dormono circa 18 ore. Le mosche dormono circa 8-10. Chiaramente questo non ha nulla a che fare con l’intelligenza o le dimensioni del cervello. Tutto si riferisce alle molteplici funzioni del sonno, e come queste possono essere accomodate nella nicchia specifica di un animale.

D: I pesci dormono?

A: Sì. Tutti gli animali con un cervello dormono, per quanto questo sia stato attentamente esaminato. Penso che ci possa essere un maschio di rana toro là fuori che non dorme, ma probabilmente è in una condizione piuttosto stravolta. Se non dormono, ad un certo punto ci sarà un prezzo da pagare. Alcuni animali si accoppiano senza dormire molto. Il prezzo da pagare è una morte precoce. Questa non è stata una buona strategia evolutiva in generale.

Q: La drosofila (specie di moscerino della frutta) mostra modelli di sonno spontaneo simili agli esseri umani?

A: Non si sa se le mosche larvali dormono, anche se funzioni chiave simili al sonno probabilmente avvengono durante la metamorfosi, come è stato dimostrato nel nematode C. elegans. Queste si riferiscono più allo sviluppo, e il sonno profondo è come un mini-sviluppo in un certo senso, con cambiamenti fisici che avvengono alle sinapsi. Personalmente, non credo che le larve di mosca mostrino modelli di sonno spontanei; penso che, come i nematodi, le loro funzioni simili al sonno siano tutte legate a cambiamenti programmati dello sviluppo.

Q: Direbbe che con l’aumentare della complessità dello sviluppo di un organismo, aumenta il bisogno di sonno? L’importanza del sonno diminuisce negli organismi di ordine inferiore come gli invertebrati con cicli di vita più brevi? Penserei che la loro biologia sarebbe sbilanciata verso funzioni più ‘centrali’ come la riproduzione?

A: Penso che il punto chiave ‘complesso’ nell’evoluzione associato al bisogno di sonno, è il cervello che può prestare selettivamente attenzione al mondo. Prima di questo, le ‘funzioni’ del sonno erano solo processi molecolari legati alle transizioni di sviluppo, spesso associate alla quiescenza. Dopo di che, il sonno è stato anche un bisogno di ignorare acutamente il mondo per un po’, in modo da essere in grado di prestare attenzione correttamente quando si è svegli. Quindi non si tratta tanto di un aumento lineare della complessità quanto di una funzione a gradini. Questa è un’ipotesi, però.

Q: Così tanti animali dormono come noi. Perché i vermi hanno bisogno di dormire? Le mosche dormono come i vermi?

A: Per vermi, probabilmente intendi i nematodi (C. elegans), che è dove è stata fatta la ricerca sul sonno. Non credo che i vermi dormano allo stesso modo delle mosche e degli esseri umani. Penso che alcuni aspetti del loro sviluppo abbiano delle somiglianze con alcune funzioni del sonno (profondo), ma non credo che abbiano un “interruttore del sonno”, cioè la capacità di spegnere rapidamente e reversibilmente la reattività all’ambiente esterno. Allo stesso modo, non credo che i vermi abbiano un’attenzione selettiva. Proseguendo, penso che la coscienza sia emersa dagli animali che hanno attenzione. Questo si è co-evoluto con un bisogno di dormire, per curare quei meccanismi di attenzione. Questa è solo un’ipotesi, ma vale la pena discuterne, credo. In pratica, i nematodi non sono coscienti. Le mosche lo sono.

D: È relativamente facile svegliare la maggior parte degli animali dal sonno come gli umani?

A: È quasi impossibile svegliare una mosca gravemente privata del sonno. Quando il mio amico Paul Shaw ha iniziato a cercare il sonno nelle mosche, passavamo tutta la notte a cercare di tenerle sveglie, battendo sui tubi in cui erano alloggiate. Posso dirvi che dopo un paio di giorni di privazione del sonno, queste mosche non si muovevano. Ma non erano morte – avevano solo bisogno di dormire. Questo è un criterio fondamentale per misurare il sonno negli animali, chiamato “soglia di eccitazione aumentata”. Senza questo, gli animali potrebbero essere solo tranquillamente vigili.

Q: Quale animale sogna di più?

A: La storia naturale del sogno è una domanda affascinante. Lavori recenti mostrano che anche i rettili sognano. Non sono sicuro di quale animale sogni di più, ma ho sentito che le echidne e i marsupiali in generale hanno un sacco di sonno REM. Con gli esseri umani, si sa che i neonati (anche già nel grembo materno) sognano molto di più degli adulti. Tutto ciò fa sorgere la domanda a cosa serve sognare, se è nella maggior parte degli animali ed esiste anche prima che gli umani abbiano esperienze narrative di cui possono parlare.

Q: Come sono i sogni per gli altri animali? Il mio cane sogna di inseguire le palle? Fanno sogni strani e stravaganti come noi?

A: Il sonno ha molteplici funzioni, questa è stata una delle cose che hanno confuso sul sonno: una parola per diverse funzioni diverse, che sono state tutte confezionate in un tempo in cui il cervello è “offline”. Queste funzioni probabilmente includono: l’omeostasi sinaptica (mantenere la forza sinaptica in un range ottimale – questo è importante, ce ne sono un trilione nel tuo cervello), lo smaltimento dei rifiuti, il consolidamento della memoria, la regolazione dello stress, l’apprendimento emotivo e motorio.