CICLO SONNO-VEGLIA

psicobiologia – A.A. 2007-2008

Docente: M.Stella Valle

Ritmi Biologici

• Circannuali• - Migrazione degli uccelli• Infradiani• - Ciclo mestruale (“circamensile”)• Circadiani• - Ciclo sonno-veglia• Ultradiani• - Cicli NREM/REM

Ritmi circadiani

• Cicli regolari di circa 24 ore che determinano la ciclicità dialcune funzioni biologiche (sonno, alimentazione, temperaturacorporea, alcune secrezioni ormonali

• Se però gli individui vengono posti in un ambiente privo di lucesolare, di orologi o di qualsiasi altro marcatempo (zeitgebers), essi seguono un ciclo attività/riposo di circa 25 ore

Controllo dei ritmi circadiani1)Il Nucleo sovrachiasmatico (NSC)

dell’ipotalamo mediale é la sede dell’orologiobiologico

2) Geni Orologio (Per, Tim e Clock)

Luce via afferente NSC via efferente

Le lesioni del NSC non eliminano il sonno; la sua rimozione abolisce la ritmicità circadiana ditutti i cicli fisiologici..

Elettroencefalogramma (EEG)

CCEOG

Frontale

Parietale

Occipital

EEG

Tracciato che mostra l’attivitàelettrica del cervelloPOTENZIALI D’AZIONE +POTENZIALI POST-SINAPTICI + altri segnali elettrici (da pelle, muscoli, liquidi, meningi).

Può essere:•MONOPOLARE: elettrodo attivo -----> elettrodo di riferimento•BIPOLARE: elettrodo attivo -------> elettrodo attivo•CLINICO (diagnosi di epilessia, coma, sofferenze focali,

accertamento di morte cerebrale)•SPERIMENTALE (ricerca psicofisiologica sull’ attivazione,

sonno, vigilanza)

Veglia

REMNREM

Veglia

Sonno

19531953Aserinsky e Kleitman scoprono il sonno REM

Una data fondamentale !

Stati di sonno• NREM – anche “sonno calmo”

– Quattro stadi via via più profondi– Cervello “rallentato” in un corpo che può muoversi

• REM – anche “sonno attivo” o “sonno paradosso”– Profilo EEG caratteristico, salve di movimenti oculari

rapidi– Cervello molto attivo in un corpo paralizzato- intensa

attività onirica

PRINCIPALI CARATTERISTICHE DELLE

ONDE EEG

1. AMPIEZZA: Si misura in volts, dipende in larga misura anche dalla distanza fra gli elettrodi.

2. FREQUENZA: Si misura in Hz, ossia il numero di onde nell’unità di tempo (sec). L’inverso della frequenza è il periodo (P = 1/F).

3. FORMA: E’ l’elemento base per il riconoscimento visivo di alcuni pattern EEG fisiologici o patologici.

PRINCIPALI CARATTERISTICHE DELLE

ONDE EEG4. SINCRONIZZAZIONE:•Onde sincronizzate = raggruppate, allineate nel tempo•Onde desincronizzate = in successione casuale

5. SIMMETRIA: sono simmetrici quei segnali che si presentano su entrambi gli emisferi, con le stesse caratteristiche di frequenza, ampiezza, durata e morfologia

CARATTERISTICHE FREQUENZE EEG

Ritmo Delta (ONDE LENTE)0.5-4 Hz, Tipico di: sonno profondo (stadio 3-4)

Ritmo Theta4-8 Hz, Tipico di: stadio 2, sonno superficiale,con presenza dei fusi del sonno (onde 12-14 Hz)

Ritmo Alfa8-14 Hz, Tipico di : Veglia rilassata, formazione de

complessi K (onde acute ed isolate)

Ritmo Beta (ONDE RAPIDE)14-50 Hz, Tipico di: veglia attiva

veglia

sonno

Proporzioni degli stati disonno in un adulto

• NREM 75-80%

– Stage 1 5%– Stage2 45-50%– Stage 3 12-15%– Stage 4 13-15%

• REM 20-25%

Stadio 1

Stadio 2 Fusi del sonno

Stadio 3

Stadio 4

Caratteristiche del sonno a onde lente

• EEG sincronizzato• Possibile associazione con parasonnie• Notevole “inerzia di sonno” se avviene il

risveglio

Stadio REM

Caratteristiche del REM

• EEG desincronizzato• Rapidi movimenti oculari (REMs = Rapid Eye

Movements• Intensa attività onirica• Possibili paralisi• Iniziali Onde Ponto-Genicolo-Occipitali• Perdita controllo temperatura corporea• Flusso sanguigno ai genitali• Discreta vigilanza al risveglio

Sonno NREM Sonno REM

EEG Grande ampiezza Bassa ampiezzaonde lente ~ 1 Hz (ritmo theta ippocampale)

TONO MUSCOLARE Ridotto Atonia completa (muscoli

antigravitari del collo e del tronco)

RIFLESSISPINALI Lieve riduzione Notevole inibizione discendente

dei motoneuroni

EVENTI FASICI Scossette muscolari Movimenti oculari rapidi (REM)

Onde PGOFREQUENZACARDIACA ERESPIRAT. regolare irregolare

CONSUMO O2CEREBRALE ridotto aumentato

L’ipnogramma

I cicli di sonno durano ca. 90 minuti e possono presentarsi dalle 4 alle 6 volte a notteAll’inizio del sonno, nei cicli c’è molto sonno a onde lente e poco o nulla REM, mentre alla fine del sonno c’è poco NREM, e moltissimo REM

Alternanza sonno-veglia

I centri del ritmo sonno-veglia

Prosencefalobasale: contribuisce al sonno SWS

Encefalo isolato = gli animali mostrano segnali di veglia alternati con segnali di sonno, compreso il sonno REM.

Cervello isolato = gli animali non mostrano sonno REM, in quanto il prosencefalo è in grado di generare lunghi periodi di sonno ad onde lente alternati a brevi periodi di veglia.

Formazione reticolareLa stimolazione di quest’area sveglia animali addormentati; lesioni di questa regione producono sonno persistente. I nuclei del rafe, posti lungo la linea mediana di questa regione hanno come neurotrasmettitore serotonina. La serotonina inibendo la formazione reticolare promuove il sonno.

Struttura cruciale per il sonno REM. Genera onde che vanno dal ponte al nucleo genicolato e corteccia occipitale. Neuroni di quest’area sono solo attivi durante questa fase del sonno.

Dissonnie e Parasonnie• Insonnia• Narcolessia• Ipersonnia• Incubi• Terrore notturno• Sonnambulismo• Bruxismo• Enuresi notturna• Sindrome delle gambe senza riposo