«Non è la mancanza di sonno a provocare condizioni cliniche o patologie. E non è vero che è necessario dormire 7 ore a notte». Parola di Giorgio Gilestro, neurobiologo torinese, che oggi guida un laboratorio d’avanguardia all’Imperial College di Londra. Ha centrato la sua carriera di ricercatore a cercare di trovare risposte su che cosa rappresenta per gli esseri viventi e l’uomo il sonno, un mistero ancora irrisolto.

Gilestro ha studiato all’Università della sua città per poi completare il dottorato a Vienna e il postdoc sulla biologia del sonno a Madison, negli Stati Uniti, sotto la guida di due scienziati italiani, Giulio Tononi e Anna Cirelli (ex allievi della Sant’Anna di Pisa). Poi nel 2010 è giunto all’Imperial College vincendo una posizione come research fellow e nel 2012 è arrivata la cattedra di professore associato di Neurobiologia dei Sistemi.

Quale fu la prima domanda che la spinse a studiare il sonno?

«Mi colpivano le enormi differenze tra le specie: la giraffa dorme pochissimo, il cavallo appena un’ora al giorno, il pipistrello 20 ore. Se il sonno ha una funzione biologica comune, perché alcune specie la condensano in un’ora mentre altre la diluiscono in tempi così lunghi? Inizialmente pensavo esistesse una funzione universale, scopribile nella drosofila, il moscerino della frutta, e trasferibile all’uomo. Oggi credo che una funzione biologica comune possa esistere, ma non necessariamente deve essere identica tra specie diverse».

Che tecniche utilizza nel suo laboratorio per analizzare il sonno?

«Lavoriamo principalmente con il moscerino della frutta attraverso studi comportamentali: osserviamo semplicemente il moscerino che dorme. Non misuriamo l’elettroencefalogramma o altri parametri, ma il comportamento. Un sistema computerizzato con telecamere monitora quando il moscerino smette di muoversi per un certo periodo.

Correliamo questa immobilità con la ‘soglia di risveglio’: diamo stimoli sensoriali come getti d’aria, profumi, vibrazioni o cambiamenti di luce per vedere la probabilità di risposta. È come toccare la spalla di una persona per capire se dorme. Se il moscerino risponde subito, era solo fermo a pensare. Se serve uno stimolo forte per farlo muovere, probabilmente stava dormendo.

Abbiamo sviluppato un sistema fatto in casa chiamato basato su microcomputer open source di Cambridge che ha un costo molto basso; ognuno ha una telecamera collegata, analizza i dati in tempo reale e li trasmette a un calcolatore centrale, usando solo materiale open source e stampanti 3D.

Nel nostro laboratorio 100 macchine analizzano il sonno di 20 moscerini ciascuna: 2000 moscerini al giorno. L’analisi in tempo reale permette di controllare un robot che interagisce con i moscerini: quando rileva che si addormentano, li spinge, gira il tubo o manda stimoli per tenerli svegli anche per tutta la loro vita».

Perché tenete svegli i moscerini? Che meccanismi volete scoprire?

«Vogliamo vedere con esperimenti concettuali come cambierebbero le cose negli animali senza il sonno. I meccanismi sono genetici in ultima analisi, ma in prima analisi anche comportamentali. È importante studiare la deprivazione del sonno per vedere gli effetti sulle capacità cognitive dell’animale. Teniamo svegli i moscerini per giorni consecutivi per studiare come questo influenzi la capacità di formare memorie o richiamare quelle vecchie. Inoltre, abbiamo recentemente voluto vedere se tenendo svegli i moscerini per 10-15 giorni ci sarebbe stato un effetto di danno cellulare, in particolare nell’intestino».

Perché dovrebbe esserci un effetto particolare di danno dell’intestino?

«Uno dei miti che vogliamo sfatare riguarda affermazioni di alcuni scienziati secondo cui negli animali la veglia prolungata danneggiava le cellule della membrana intestinale. Uno studio pubblicato su Cell nel 2021 sosteneva che questo fosse l’unico danno dovuto alla mancanza di sonno osservato negli animali: gli animali svegli per periodi prolungati accumulavano ossidanti nell’intestino che creavano danni alla membrana intestinale.

Nel nostro studio che pubblicheremo a breve vediamo che questo danno cellulare non deriva dalla mancanza di sonno, ma dallo stress. Se stressiamo gli animali senza modificare il loro ritmo sonno-veglia, vediamo il danno cellulare nell’intestino. Ma se togliamo il sonno senza stressare gli animali, questo danno non c’è».

Quindi non ci sono danni cellulari quando non si dorme?

«Questi sono studi sui moscerini, bisogna capire cosa significa ‘non dormire’. Alcune persone dormono spontaneamente poche ore al giorno, meno del 5% della popolazione dorme 2-3 ore naturalmente, e gli studi epidemiologici mostrano che vivono più a lungo di tutti gli altri. Stanno meglio, non hanno problemi.

All’estremo opposto ci sono persone che hanno bisogno di dormire molto ma non possono, per esempio chi fa turni notturni. Questo scompagina completamente il ritmo circadiano e la capacità di dormire. In queste persone ci sono danni cellulari, nel cervello e fuori. Ma la domanda diventa: sono dovuti alla mancanza di sonno o allo stress che accompagna la loro condizione professionale?».

Come le scoperte sui moscerini possono quindi essere utili per lo studio del sonno umano?

«Se gli animali riescono a non dormire, perché non dovrebbe riuscirci anche l’uomo? Questa è una domanda a cui vorremmo infine rispondere. Un aspetto è riconsiderare il sonno nel contesto sociale, guardando il problema come evoluzionistico. Viviamo in una situazione incredibilmente diversa da quella in cui l’Homo sapiens è nato ed evoluto. I nostri antenati andavano a dormire quando calava il sole, rispettavano i cicli stagionali. Noi viviamo in una società 24/7 dove ogni giorno è uguale al successivo.

Riconoscere che non ci siamo evoluti per questo tipo di società ci aiuta a capire meglio a cosa servisse il sonno ai nostri antenati, e biologicamente a che cosa serve ancora oggi.

Per i medici, la definizione di deprivazione del sonno è semplice: hai bisogno di una sveglia al mattino. Nella nostra società poche persone non ne hanno bisogno, quindi viviamo quasi tutti in deprivazione cronica. Ma il problema non è che dormiamo poco – è che la società ci spinge verso ritmi non consoni alla nostra biologia. Rivedere questo contrasto tra biologia e pressioni sociali sarebbe molto importante».