Le lucertole potrebbero sonnecchiare come fanno le persone.
Le lucertole addormentate sembrano condividere modelli distintivi di onde cerebrali con uccelli e mammiferi addormentati. Se è vero, queste nuove scoperte suggeriscono che i modelli di sonno nelle persone si sono evoluti in un antenato comune di uccelli, mammiferi e rettili. Ciò significherebbe che questi modelli esistevano già circa 300 milioni di anni fa. I ricercatori hanno riportato la scoperta 29 aprile su Science.
Durante il sonno, il cervello di mammiferi e uccelli si alternano tra due stati. Uno è il sonno profondo e lento. Durante questa fase, le registrazioni dell’attività elettrica del cervello mostrano occasionali esplosioni di grandi onde lente. L’altro stato è chiamato movimento rapido degli occhi, o REM, sonno. Qui, le onde cerebrali appaiono piccole e veloci, come quelle di un cervello sveglio. Gli occhi di un animale di solito si contraggono rapidamente durante questa fase del sonno.
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“L’opinione prevalente è che il sonno REM e le onde lente siano limitati ai mammiferi e agli uccelli”, afferma il coautore dello studio Gilles Laurent. È un neuroscienziato presso il Max Planck Institute for Brain Research di Francoforte, in Germania. Molti ricercatori pensano che uccelli e mammiferi abbiano evoluto separatamente questo modello di sonno simile, dice Laurent. Così lui ei suoi colleghi furono sorpresi di trovare i modelli familiari nelle lucertole sonnecchianti che studiavano, chiamati draghi australiani (Pogona vitticeps).
“Abbiamo visto questo sonno a due stati nella lucertola, che sicuramente non ci aspettavamo”, afferma il coautore dello studio Mark Shein-Idelson. E ‘ un altro neuroscienziato del Max Planck Institute for Brain Research.
I ricercatori hanno impiantato sonde nei draghi per studiare l’attività elettrica nel loro cervello. Questo ha rivelato uno schema di due stati alternati mentre i draghi dormivano. Uno stato sembrava sembrava sonno ad onde lente. L’altro sembrava sonno REM.
I loro cicli di sonno erano semplici e veloci, però. Ogni ciclo è durato circa 80 secondi, in media. Infatti, le lucertole pedalato attraverso questi stati centinaia di volte ogni notte. Al contrario, i cicli dei mammiferi durano molto più a lungo — circa 30 minuti nei gatti e fino a tre volte più a lungo nelle persone, dice Laurent.
Anche gli occhi dei draghi tremolavano durante il sonno REM. Questo è un segno convincente che le lucertole dormono come i mammiferi, conclude Shein-Idelson.
Ci sono dubbi
Alcuni scienziati non sono d’accordo, tuttavia. Dicono che sono necessarie ulteriori prove per dimostrare che i draghi sperimentano veramente il sonno a due stati.
“È possibile che i draghi fossero immobili con gli occhi chiusi, ma svegli”, dice John Lesku. È un ricercatore comparativo del sonno presso La Trobe University di Melbourne, in Australia. Non era coinvolto nello studio. L’attività cerebrale REM sembra simile a quella di un cervello sveglio, osserva.
Anche il neuroscienziato Niels Rattenborg del Max Planck Institute for Ornithology di Seewiesen, in Germania, non faceva parte del nuovo studio. I movimenti oculari e le contrazioni degli arti nel sonno REM possono sembrare simili a brevi risvegli, sottolinea. Ulteriori prove potrebbero aiutare a risolvere se i draghi sono veramente sonnecchiare, dice. Ad esempio, quando una lucertola sembra essere in sonno REM, svegliarsi dovrebbe essere difficile.
Laurent dice che le lucertole addormentate mostravano altre prove di sonno. Avevano meno attività muscolare e frequenze cardiache più basse. I ricercatori potrebbero spesso spostare gli animali senza svegliarli. E il team ha visto cambiamenti graduali nei modelli delle onde cerebrali nel corso di una notte. Ad esempio, i cicli del sonno si sono allungati. Questo sarebbe inaspettato se le lucertole si stavano effettivamente svegliando.
Se le lucertole sperimentano il sonno a due stadi, probabilmente proviene da un antenato comune di tutti i rettili, uccelli e mammiferi, dice Laurent. Quel piccolo antenato simile a una lucertola sarebbe vissuto da circa 300 milioni a 320 milioni di anni fa, dice. Allora, tutti i continenti della Terra erano bloccati insieme in una gigantesca massa chiamata Pangea
Una creatura ancora più vecchia potrebbe essere il vero fondatore del sonno a due stati, dice Laurent. Ma per sostenere questa idea, i ricercatori avrebbero bisogno di trovare gli stessi modelli di sonno nei parenti più lontani dei mammiferi, come pesci o anfibi.
Questi indizi evolutivi potrebbero essere buoni per le neuroscienze, dice Lesku. “Studiando come si sono evoluti i ritmi cerebrali, potremmo capire meglio la funzione che questi ritmi svolgono in diversi tipi di animali, incluso noi stessi.”
Parole di potere
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onde cerebrali Un segnale elettrico prodotto attraverso l’attività coordinata di miliardi di neuroni nel cervello di un animale. Quando tracciato, il segnale in genere appare ondulato o appuntito.
evoluzione Un processo attraverso il quale le specie subiscono cambiamenti nel tempo, di solito attraverso la variazione genetica e la selezione naturale. Questi cambiamenti di solito si traducono in un nuovo tipo di organismo più adatto per il suo ambiente rispetto al tipo precedente. Il tipo più recente non è necessariamente più “avanzato”, solo meglio adattato alle condizioni in cui si è sviluppato.
evolve (adj. evolving) Per cambiare gradualmente nel corso delle generazioni, o un lungo periodo di tempo. Negli organismi viventi, l’evoluzione di solito comporta cambiamenti casuali ai geni che verranno poi trasmessi alla prole di un individuo. Questi possono portare a nuovi tratti, come colorazione alterata, nuova suscettibilità alle malattie o protezione da esso, o diverse caratteristiche sagomate (come gambe, antenne, dita dei piedi o organi interni). Le cose non viventi possono anche essere descritte come in evoluzione se cambiano nel tempo. Ad esempio, la miniaturizzazione dei computer è talvolta descritta come questi dispositivi che si evolvono in dispositivi più piccoli e più complessi.
massa terrestre Un continente, una grande isola o un altro corpo continuo di terra.
neuroscienze Scienza che si occupa della struttura o della funzione del cervello e di altre parti del sistema nervoso. I ricercatori in questo campo sono noti come neuroscienziati.
ornitologia Lo studio scientifico degli uccelli. Gli esperti che lavorano in questo campo sono noti come ornitologi.
Pangea (o Pangea) Il supercontinente che esisteva da circa 300 a 200 milioni di anni fa ed era composto da tutti i principali continenti visti oggi, schiacciati insieme.
Sonno REM Un periodo di sonno che prende il nome dal rapido movimento degli occhi, o REM, che si verifica. Le persone sognano durante il sonno REM, ma i loro corpi non possono muoversi. Nel sonno non REM, la respirazione e l’attività cerebrale rallentano, ma le persone possono ancora muoversi.
sonno a onde lente Noto anche come sonno profondo o sonno non REM. Questa è la fase in gran parte senza sogni del sonno quando una persona o un animale ottiene il massimo riposo.