I sogni prosciugano energia: il paradosso del sonno REM

Il nostro cervello richiede molta energia rispetto agli altri organi. Tuttavia, può anche cavarsela quando le scorte di energia sono scarse, elaborando le informazioni in modo flessibile utilizzando ciò che è disponibile. Come il cervello allochi in modo ingegnoso questa energia limitata tra gli stati interni rimane una questione chiave nelle neuroscienze.

Il sonno offre una finestra utile per rispondere a questa domanda. Sebbene il sonno sia associato al riposo, il cervello rimane altamente attivo.

Questo è particolarmente vero durante il sonno a movimento oculare rapido (REM), la fase strettamente legata al sogno e all’elaborazione della memoria.

Il sonno REM è talvolta chiamato “sonno paradossale” perché il corpo è in gran parte immobile mentre il cervello mostra attività simile a quella della veglia.

I ricercatori dell’Università di Tohoku hanno ora scoperto un altro paradosso all’interno del sonno REM: mentre l’apporto di energia al cervello sognante sembra aumentare, la molecola energetica direttamente usata dai neuroni diminuisce.

I risultati sono stati pubblicati su Communications Biology il 27 luglio 2026.

“Ti sei mai sentito esausto dopo un sogno vivido?” chiede il professor Ko Matsui dell’Università di Tohoku.

“Il sonno può sembrare pacifico, ma il cervello è molto attivo – soprattutto durante i sogni. Eravamo incuriositi da questo paradosso e volevamo approfondire le basi scientifiche dietro al motivo per cui sognare è in qualche modo stancante.”

Per comprendere meglio, il team ha mantenuto il cranio del topo trasparente usando una resina polimerizzabile ai raggi UV, permettendo loro di osservare il cervello durante il sonno naturale.

Con l’imaging a fluorescenza a campo ampio, monitoravano le fluttuazioni del volume sanguigno cerebrale come indicatore dell’apporto di “carburante”, l’ATP neuronale come molecola energetica che alimenta i neuroni, e il piruvato astrocitotico come molecola chiave che collega il glucosio derivato dal sangue al metabolismo energetico cerebrale.

Il sonno non-REM è noto soprattutto per la forte attività neuronale nella frequenza della banda delta, ma sono presenti anche sottili fluttuazioni nella banda theta.

I ricercatori hanno scoperto che queste fluttuazioni della banda theta potrebbero prevedere i cambiamenti nel volume del sangue cerebrale alcuni secondi dopo, suggerendo che il cervello addormentato adatti la dinamica vascolare all’attività neuronale e alla domanda metabolica in corso.

La transizione dal sonno non REM al sonno REM ha mostrato un modello diverso. Circa 50 secondi prima dell’inizio classicamente definito del sonno REM, il volume sanguigno cerebrale ha iniziato a salire.

Questo aumento iniziò nella corteccia posteriore e si diffuse in avanti, suggerendo un processo metabolico di preparazione su larga scala.

Dopo l’inizio del sonno REM, anche il piruvato astrocitotico è aumentato, coerente con una maggiore disponibilità del substrato o un’elevata attività glucolitica astrocitotica. Paradossalmente, tuttavia, l’ATP neuronale diminuì.

Diversi meccanismi possono spiegare la diminuzione dell’ATP. I neuroni possono consumare grandi quantità di ATP durante il sonno REM per supportare la riorganizzazione sinaptica legata alla memoria, la comunicazione ippocampo-corticale o transizioni di circuito su larga scala.

In alternativa, il trasferimento metabolico dagli astrociti ai neuroni può essere alterato, oppure la produzione mitocondriale di ATP può spostarsi.

La ricerca punta anche a un principio più ampio del calcolo biologico. A differenza dei computer convenzionali, i cervelli animali operano sotto rigidi vincoli metabolici.

Invece di distribuire l’energia in modo uniforme, il cervello può deviare l’energia a seconda dello stato comportamentale, della domanda di memoria e dei bisogni interni.

“Capire come il cervello bilancia e”Una fornitura e un consumo nergy potrebbero aiutare a spiegare cosa rende così efficiente l’intelligenza biologica,” spiega il ricercatore principale Yusuke Takahashi.

“Il sonno REM ci offre un esempio naturale di come il cervello riorganizza la sua economia energetica per supportare processi interni complessi.”

Il sonno è una funzione vitale che può aiutare a consolidare i ricordi e mantenerci mentalmente svegli il giorno dopo.

Questi risultati su energia e sonno rappresentano un passo cruciale per aiutarci a comprendere la scienza che sta dietro il sonno e come una buona notte di riposo non sia importante solo per il nostro corpo, ma anche per la nostra mente