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Scoperto un “termometro cerebrale” che attiva particolari cellule promotrici del sonno pomeridiano a seconda della temperatura esterna.
Nelle giornate estive più calde è frequente sonnecchiare a metà giornata. In alcune parti del mondo, è normale programmare la siesta e chiudere le attività durante le ore più calde della giornata. A quanto pare, la biologia, e non solo la cultura, potrebbe essere la causa.
La temperatura influenza l’arco del comportamento umano, dai livelli di alimentazione e attività ai cicli sonno-veglia. Potremmo avere più difficoltà a dormire in estate ed essere lenti ad alzarci dal letto nelle mattine più fredde. Ma il legame tra neuroni sensoriali e neuroni che controllano questo ciclo non è completamente chiaro.
I neurobiologi della Northwestern University hanno trovato alcuni indizi. In un nuovo studio, pubblicato il 17 agosto sulla rivista Current Biology, i ricercatori hanno scoperto che i moscerini della frutta sono pre-programmati per fare un pisolino nel bel mezzo della giornata.
Un follow-up del loro articolo del 2020 che ha identificato un termometro cerebrale attivo solo nella stagione fredda, il nuovo documento esplora un circuito “termometro” simile per le temperature calde.
”I cambiamenti di temperatura hanno un forte effetto sul comportamento sia negli esseri umani che negli animali e offrono agli animali uno spunto che è il momento di adattarsi alle stagioni che cambiano”, ha detto Marco Gallio, professore associato di neurobiologia presso il Weinberg College of Arts and Sciences.
“L’effetto della temperatura sul sonno può essere piuttosto estremo, con alcuni animali che decidono di dormire un’intera stagione – si pensi a un orso in letargo – ma i circuiti cerebrali specifici che mediano l’interazione tra temperatura e centri del sonno rimangono in gran parte non mappati”.
Gallio ha condotto lo studio e ha detto che i moscerini della frutta sono un modello particolarmente buono per studiare la relazione tra sonno e calore.
Consentono inoltre ai ricercatori di studiare l’influenza di segnali esterni come la luce e la temperatura sui percorsi cellulari.
Il documento è il primo a identificare i recettori del “calore assoluto” nella testa della mosca, che rispondono a temperature superiori a circa 25 gradi. Il comune moscerino della frutta da laboratorio (Drosophila) ha colonizzato quasi l’intero pianeta formando una stretta associazione con gli esseri umani. Non sorprende che la sua temperatura preferita corrisponda anche a quella di molti esseri umani.
Proprio come si aspettavano sulla base dei risultati del loro precedente articolo sulla temperatura fredda, i ricercatori hanno scoperto che i neuroni cerebrali che ricevono informazioni sul calore fanno parte del più ampio sistema che regola il sonno.
Quando il circuito caldo, che corre parallelo al circuito freddo, è attivo, le cellule bersaglio che promuovono il sonno post pranzo rimangono accese più a lungo. Ciò si traduce in un aumento del sonno pomeridiano che tiene le mosche lontane dalla parte più calda della giornata.
Lo studio è stato reso possibile da un’iniziativa di 10 anni che ha prodotto la prima mappa completa delle connessioni neurali in un animale (una mosca), chiamata connettoma. Con il connettoma, i ricercatori hanno accesso a un sistema informatico che dice loro tutte le possibili connessioni cerebrali per ciascuna delle ~ 100.000 cellule cerebrali della mosca.
Tuttavia, anche con questa road map estremamente dettagliata, i ricercatori devono ancora capire come le informazioni nel cervello vanno dal punto A al punto B. Questo documento aiuta a colmare questa lacuna.
I diversi circuiti per le temperature calde rispetto a quelle fredde hanno senso per Gallio perché “le temperature calde e fredde possono avere effetti molto diversi sulla fisiologia e sul comportamento”.
Successivamente, il team di Gallio spera di capire gli obiettivi comuni del circuito freddo e caldo, per scoprire come ognuno può influenzare il sonno.
”Abbiamo identificato un neurone che potrebbe essere un sito di integrazione per gli effetti delle temperature calde e fredde sul sonno e sull’attività in Drosophila”, ha detto Michael Alpert, primo autore dell’articolo e ricercatore post-dottorato nel laboratorio Gallio. “Questo sarebbe l’inizio di interessanti studi di follow-up”.
