In un recente articolo negli Atti delle National Academies of Science di Chow et al (Chow HM, Horovitz SG, Carr WS, Picchioni D, Coddington N, Fukunaga M, Xu Y, Balkin TJ, Duyn JH, Braun AR. Ritmico alternato i modelli di attività cerebrale distinguono il sonno rapido del movimento oculare dagli altri stati di coscienza. Proc. Natl Acad Sci US A. 2013 18 giugno 110 (25): 10300-5. doi: 10.1073 / pnas.1217691110. Epub 2013 Giu 3. Erratum in : Proc Natl Acad Sci US A. 2013 6 agosto; 110 (32): 13228), gli autori hanno riportato alcuni interessanti nuovi dati su come i modelli di attività cerebrale differiscono nel sonno REM rispetto alla coscienza di veglia e al sonno a onde lente (SWS). Usando i metodi di connettività funzionale a riposo (fcMRI), questi autori hanno immaginato il cervello dei giovani che hanno perso il sonno mentre hanno catturato il sonno nello scanner. Dati adeguati sono stati ottenuti da nove soggetti che avevano almeno 30 minuti (600 fMRI volumi) di SWS e quattro soggetti che avevano almeno 5 minuti (100 fMRI volumi) di sonno REM ciascuno. La durata totale del sonno REM per i quattro soggetti inclusi in questo studio era di 32,4 minuti, corrispondenti a 648 volumi di fMRI.
Usando questo set di dati certamente limitato, gli autori sono stati tuttavia in grado di osservare il disaccoppiamento funzionale della rete in modalità predefinita (DMN) durante il SWS e il ricollegamento durante il sonno REM (simile alla veglia). Il REM era inoltre caratterizzato da un'interazione più ampia e temporalmente dinamica tra due principali sistemi cerebrali: una diversa collezione di aree sensomotorie unimodali e una collezione altrettanto diversa di cortecce di associazione di ordine superiore (compresa la DMN). Durante il REM, la collezione sensomotoria sembra accendersi e spegnersi in modo complementare a quella della raccolta di associazioni di ordine superiore in epoche alternativamente alternate a più tempi con una frequenza compresa tra 0,1 e 0,01 Hz.
Queste osservazioni dei pattern di attivazione del cervello unici associati a REM ci forniscono molti più dettagli rispetto a quelli ottenuti dalla prima ondata di studi di neuroimaging su REM nell'ultimo decennio. Questi studi ci hanno essenzialmente detto che il REM era caratterizzato dall'attivazione nelle regioni amigdala e limbica e dalla disattivazione o downregulation nella corteccia prefrontale. Da questi primi studi, il lavoro di neuroimaging su REM negli ultimi anni ha confermato il lavoro precedente, ma ha aggiunto il fatto che anche tale REM è coerentemente associato all'attivazione nella rete di modalità predefinita, quella raccolta di strutture che sono attivate in modo affidabile quando ci sediamo in silenzio, attento e consapevole di sé e dell'ambiente. La corteccia cingolata posteriore è la struttura linchpin nelle interazioni di mediazione DMN tra siti del tronco cerebrale e centri cognitivi di ordine superiore come la corteccia prefrontale mediale (MPFC). Si noti che la corteccia prefrontale (PFC) fa parte del DMN e viene attivata durante il REM. Sembra che solo le parti dorsali del PFC siano sottoregolate in REM.
Chow e altri aggiungono a questa immagine che il REM è associato all'attivazione di una collezione di strutture ancora più ampia di quella che si trova nella DMN e che REM incorpora un sistema dinamico di reti cerebrali su larga scala interagenti, specialmente sistemi primari sensomotori e cortecce di associazione di ordine superiore che presumibilmente gestiscono complessi processi cognitivi. In breve i centri sensori / motori primari sembrano interagire con complessi centri cognitivi durante il REM.
Chow e altri osservano che questi schemi di attivazione sono coerenti con l'idea che il sonno REM stia eseguendo complesse simulazioni mentali che avremmo sperimentato come sogni. Ci sono stati molti scienziati (me compreso) che hanno sottolineato che i sogni non possono essere semplici assurdità date le caratteristiche formali elaborate, complesse, involontarie e altamente strutturate dei sogni. Queste caratteristiche si riducono al fatto che i sogni sono simulazioni mentali straordinariamente complesse. Gli eminenti ricercatori del sogno e del cervello, Allan Hobson e Karl Friston, hanno definito il cervello del sogno una macchina della realtà virtuale (ad esempio Hobson JA, Hong CC, Friston KJ.) Realtà virtuale e inferenza di coscienza nel sognare Front Psychol 2014 9 ottobre 5: 1133 doi: 10.3389 / fpsyg.2014.01133. eCollection 2014) proprio per sottolineare questa capacità del cervello dei sogni. Ora, naturalmente, il cervello del veglia esegue anche le simulazioni, quindi è anche una macchina di realtà virtuale predittiva che esegue continuamente simulazioni di eventi attesi. Ma il cervello del veglia utilizza diversi insiemi di reti cerebrali per eseguire queste simulazioni rispetto al cervello dei sogni.
La domanda cruciale riguarda i diversi contenuti della veglia vs REM rispetto alle altre simulazioni dello stato di sonno … Abbiamo bisogno di chiedere in che modo il contenuto delle simulazioni REM differisce dal contenuto delle simulazioni dello stato di veglia e di altri stati di sonno? Le simulazioni REM differiscono dalle simulazioni di veglia, ma sotto quali aspetti? Ho argomentato e presentato prove per affermare che le simulazioni REM sono piene di aggressività rispetto a veglia o altre simulazioni dello stato di sonno ma che sospetto sia solo la punta dell'iceberg.
