NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO

.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
TRE LIVELLI DI COSCIENZA NEI MAMMIFERI
Veglia
Non Rapid Eye Movement (NREM) o sonno sincronizzato
Rapid Eye Movement (REM) o sonno paradosso (PS)
DEFINITI DA TRE SPECIFICI PARAMETRI POLIGRAFICI
EEG: elettro-encefalogramma
EOG: Electro-oculogramma
EMG: Electro-elettromiogramma
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
1989
in: Principles and practice of
Sleep Medicine, pp. 30-49
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
EARLY STUDIES
REM Dep → Learning ↓
Fishbein, Smith
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
SLEEP DEPRIVATION TECHNIQUE
RECHTSCHAFFEN STUDIES
Methods
Index and Control Rats
Record Both
Ad Lib Food & Water
Sleep Deprive Index
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
RECHTSCHAFFEN STUDIES
Results
Skin Lesions
↑
Eating
↑
Weight
↓
Heat Seeking
↑
Body Temp
↓
Immune Dysfunction
↑
Death
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
SLEEP DEPRIVATION EFFECTS
Weight Loss
Hypothermia
Sepsis &
DEATH
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
The central circadian clock is
a master oscillator with
input and output pathways
(SCN)
Czeisler and Klerman, Recent Prog Horm Res 54:97–130, 1999
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
SUPRACHIASMATIC NUCLEUS IS MASTER PACEMAKER
A.
B.
C.
D.
Activity in suprachiasmatic nucleus correlates
with circadian rhythms
Lesions of suprachiasmatic nucleus abolish
free-running rhythms
Isolated suprachiasmatic nucleus continues to
cycle
Transplanted suprachiasmatic nucleus imparts
rhythm of the donor on the host
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
BIOLOGICAL CLOCKS AND GENES
Il tempo è una dimensione strettamente associata con la biologia delle specie
viventi.
Ci sono cicli di varia lunghezza nelle attività biologiche, da molto brevi
(ultradiano) a ritmi della durata di un giorno (circadiano) e a ritmi di durata più
limga (settimanale, mensile, stagionale, annuale.
Questi ritmi sono generati da orologi biologici endogeni, piuttosto che essere le
reazioni passive a fluttuazioni esterne.
Nei mammiferi, il nucleo soprachiasmatico (SCN) è il principale pacemaker.
Esistono anche ritmi biologici organo specifici (ovaio, fegato eccetera).
Schulz and Steimer. CNS Drugs 2009
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Il sonno tra 1 e 12 mesi
Nel 1° mese di vita è presente un ritmo sonno-veglia polifasico con cicli di 3-4 ore.
Tra il 1° e il 4° mese si assiste ad un progressivo adattamento al ciclo luce-buio, con i cicli di sonno
che tendono a presentarsi di notte.
A 3 - 4 settimane compare la prima manifestazione circadiana con una lunga fase di veglia agitata e
pianto tra le 17 e le 22 (interpretata come fame o con il termine di “coliche”).
A 6 mesi si organizza un periodo di sonno notturno più lungo di circa 6 ore con un solo risveglio
notturno per alimentarsi.
A 9 mesi si assiste ad un incremento transitorio dei risvegli notturni.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Il pacemaker circadiano è
probabilmente già attivo durante
l’ultimo mese di vita intrauterina.
(Kleitman 1963)
Mirmiran et al. (1990), hanno trovato
un ritmo circadiano della temperatura
corporea e del ciclo attività/riposo di
circa 25 ore in bambini pretermine di
età tra le 28 e le 34 settimane di età
gestazionale.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
CON LO SVILUPPO SI ASSISTE AD UN
PROGRESSIVO RIDURSI DEL TEMPO
TOTALE DI SONNO DIURNO E NOTTURNO
Iglowstein I, Jenni OG, Molinari L, Largo RH.
Sleep duration from infancy to adolescence:
reference values and generational trends.
Pediatrics. 2003;111(2):302-7
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Iglowstein I, Jenni OG, Molinari L, Largo RH.
Sleep duration from infancy to adolescence: reference values and generational trends.
Pediatrics.2003;111(2):302-7
TOTAL SLEEP
DURATION
Durata totale di sonno
tra infanzia e
adolescenza
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Height, Mean (SD), cm
Weight, Mean (SD), kg
Age, y
1
Sleep
Duration,
Mean (SD), h
14.6 (1.4)
Boys
74.8 (2.5)
Girls
73.0 (2.3)
Boys
9.6 (1.1)
Girls
8.8 (0.8)
1½
14.2 (1.2)
81.9 (2.9)
80.0 (2.7)
11.1 (1.3)
10.3 (1.0)
2
13.8 (1.1)
87.6 (3.0)
85.8 (3.0)
12.3 (1.4)
11.5 (1.2)
3
13.0 (1.2)
96.6 (3.5)
95.1 (3.4)
14.6 (1.7)
13.8 (1.6)
4
12.1 (1.2)
104.0 (3.8)
102.8 (3.7)
16.5 (2.0)
15.9 (1.9)
5
11.6 (1.0)
110.8 (4.2)
109.7 (4.1)
18.5 (2.4)
18.0 (2.4)
6
11.3 (0.8)
117.0 (4.6)
116.1 (4.3)
20.7 (2.9)
20.3 (3.0)
7
11.1 (0.7)
123.0 (5.0)
122.2 (4.5)
23.0 (3.4)
22.8 (3.6)
8
10.6 (0.6)
128.7 (5.3)
127.9 (4.8)
25.6 (3.9)
25.9 (4.2)
9
10.5 (0.6)
134.3 (5.5)
133.5 (5.1)
28.5 (4.6)
28.7 (5.1)
10
10.1 (0.6)
139.2 (5.9)
138.9 (5.6)
31.9 (5.7)
32.1 (5.9)
La durata del sonno mostra una
notevole stabilità a lungo termine
La variabilità interindividuale riflette
un tratto individuale dei diversi
soggetti. Così un bambino che dorme
per brevi periodi da piccolo sarà
probabilmente un breve dormitore da
adulto e viceversa.
Media e SD della durata del
sonno in 24 ore durante i primi 10
anni di vita ed i corrispondenti
valori di altezza e peso per maschi
e femmine (n = 305).
La durata media del sonno si
riduce, mentre altezza e aumento
di peso varia secondi l’ età.
La variabilità interindividuale è
stata diversa tra i vari parametri:
SD media della durata del sonno è
stata l'8% della media della
popolazione, mentre era del
4% per l'altezza e 14% per il
peso.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
HUMAN SLEEP AND AGE
The marked preponderance of rapid eye movement (REM) sleep in the last trimester of pregnancy and the first year of life
decreases progressively as waking time increases. Note that non-rapid eye movement (NREM) sleep time, like waking time,
increases after birth. Despite its early decline, REM sleep continues to occupy approximately 1.5 hours per day throughout life.
This suggests that its strongest developmental contribution is to early brain–mind development but that it subsequently plays an
equally indispensable part in brain–mind maintenance.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
ELETTROENCEFALOGRAMMA (EEG)
Misura i potenziali elettrici sulla superficie della testa. Immaginato per essere una possibile fonte di
interpretazione dell’ attività delle sottostanti popolazioni neuronali corticali.
WAKE EEG
Piccola ampiezza, oscillazioni ad alta frequenza. Queste onde vengono prodotte come il risultato di
desincronia dell’attivazione tra i neuroni corticali.
NREM EEG
Maggiore ampiezza, oscillazioni a bassa frequenza che si pensa riflettano la transizione di questi
neuroni ad un modello di attivazione più sincrono
REM EEG
Piccola ampiezza, oscillazioni ad alta frequenza che sembrano un EEG di veglia, ma sono
accompagnate da perdita di tono muscolare e presenza di R.E.M.
SONNO AD ONDE LENTE - SLOW WAWE SLEEP
Stadio 3; è la fase del sonno più profonda. Questo è quando la sincronia neuronale è al massimo. Vi è
anche la presenza di onde delta, che sono le più lente e le più grandi in ampiezza durante il sonno.
DELTA POWER
La densità di potenza delle onde delta; si ritiene rifletta il nostro bisogno di dormire.
COMPONENTE CIRCADIANO DEL SONNO
I ritmi del sonno.
COMPONENTE OMEOSTATICA DEL SONNO
La profondità o la durata del sonno.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
ELETTROENCEFALOGRAMMA (EEG)
Misura i potenziali elettrici sulla superficie della
testa. Immaginato per essere una possibile fonte
di interpretazione dell’ attività delle sottostanti
popolazioni neuronali corticali.
WAKE EEG
Piccola ampiezza, oscillazioni ad alta
frequenza. Queste onde vengono prodotte come
il risultato di desincronizzazione dell’attivazione
tra i neuroni corticali.
NREM EEG
Maggiore ampiezza, oscillazioni a bassa
frequenza che si pensa riflettano la transizione di
questi neuroni ad un modello di attivazione più
sincrono
REM EEG
Piccola ampiezza, oscillazioni ad alta
frequenza che sembrano un EEG di veglia, ma
sono accompagnate da perdita di tono
muscolare e presenza di R.E.M.
SONNO AD ONDE LENTE - SLOW WAWE
SLEEP
Stadio 3; è la fase del sonno più
profonda. Questo è quando la
sincronia neuronale è al massimo. Vi è
anche la presenza di onde delta, che sono le più
lente e le più grandi in ampiezza durante il sonno.
DELTA POWER
La densità di potenza delle onde delta; si ritiene
rifletta il nostro bisogno di dormire.
COMPONENTE CIRCADIANA DEL SONNO
I ritmi del sonno.
COMPONENTE OMEOSTATICA DEL SONNO
La profondità o la durata del sonno.
SCUOLA MEDICA OSPEDALIERA
Prof. Dott. Francesco Peverini
Roma - 14 Settembre 2012
50 mV
Alert wakefulness
1 sec
Awake
Quiet wakefulness
REM
Stage 1
Stage 1
theta waves
Stage 2
Stages 2 & 3
K complex
Stage 3
sleep spindle
Stage 4
Stage 4
0
REM sleep
1
2
3
4
Time (hours)
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
5
6
7
8
ATTIVITÀ AD ONDE LENTE (SWA)
Sleep Delta activity: frequency of 0.5-2 Hz
Clinical EEG: frequency of >0.5-4 Hz
Seen predominantly in the frontal region
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
SVILUPPO DELL’ATTIVITÀ AD ONDE LENTE (SWA)
La SWA presenta il suo pattern ben definito intorno ai 3 mesi, ma
evidenze suggeriscono che l’attività EEG Delta (<4 Hz) possa
comparire già intorno alla 23 settimana CA.
L’attività Delta è pervasiva nei prematuri, in cui è presente sia nel
sonno Quieto che nel Sonno attivo.
Maggiormente evidente nella regione frontale, nei neonati/bambini
l’ampiezza è generalmente >150 μV spesso anche > 300μV.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
SVILUPPO DEGLI SPINDLES IN ETÀ NEONATALE
Metcalf e Jordan (1972): Rudimentali spindle possono essere osservati già a 4
settimane, ma sono ben sviluppati a 12 settimane.
Shulte (1973): L’analisi quantitativa, conferma che l’attività spindle, comincia ad
apparire a 4-9 settimane.
Louis et al (1992) : A 2 mesi gli spindle erano assenti nei nati a termine, ma presenti
nei post – termine.
Secondo Ellingson (1982), quando gli spindle fanno la loro comparsa, a 44
settimane, sono di basso voltaggio (20 µV) e infrequenti (<3-4 per ora di sonno).
Prima dei 6 mesi, sono prevalentemente asincroni e asimmetrici bilateralmente.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Characteristics
Rapid eye movement sleep Non-rapid eye movement
(REM) – “paradoxical
sleep (NREM) – “dreamless
sleep”
sleep”
Rapid eye movement
Present
Absent
Dreams
Present
Absent
Muscle twitching
Present
Absent
Heart rate
Fluctuating
Stable
Blood pressure
Fluctuating
Stable
Respiration
Fluctuating
Stable
Body temperature
Fluctuating
Stable
Neurotransmitter
Noradrenaline
serotonin
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Un disegno del tronco cerebrale umano
tratto dall’opera di Von Economo.
Illustra il sito della lesione (tratteggio
diagonale) tra tronco encefalo
e proencefalo che ha
causato sonnolenza prolungata,
e il sito della lesione (tratteggio
orizzontale) nell’ ipotalamo anteriore
che ha causato insonnia prolungata.
La freccia in alto indica una regione tra i
due siti, compreso l'ipotalamo posteriore
laterale.
Von Economo ha suggerito che la
narcolessia è stata causata da lesioni
in questo sito.
THE ASCENDING AROUSAL SYSTEM PROMOTES WAKEFULNESS
The majority of patients with von Economo’s encephalitis lethargica slept
excessively. Many slept for 20 or more hours per day, arising only briefly to eat
and drink. Their cognitive function was reasonably intact, but they would soon
return to sleep — a cycle that lasted for many weeks before recovery. Von
Economo found that these patients invariably had lesions at the junction of the
midbrain and the diencephalon.
He therefore proposed that there was an ascending arousal system originating in
the brainstem that kept the forebrain awake
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
L’ENCEFALITE LETARGICA DI VON ECONOMO e Cruchet,
comparsa in forma pandemica negli anni dal 1915 al 1924, appartiene alle encefaliti a
sospetta eziologia virale.
Le lesioni erano prevalentemente localizzate a carico del tegmento mesencefalico, sostanza
nera e gangli della base, tanto da determinare quello che è stato definito un parkinsonismo
post-encefalitico, sovente accompagnato da sintomi psichici.
In tale forma, sono stati studiati, quasi come in un modello sperimentale, i rapporti esistenti
fra la patologia lesionale mesodiencefalica e i sintomi psichici a essa correlati.
L’encefalite letargica, verosimilmente estinta dopo il 1935, presentava alcuni quadri clinici
caratteristici:
1. turbe della motilità oculare
2. turbe del ritmo sonno-veglia da prevalente interessamento mesencefalico;
3. algie talamiche associate a mioclonie diffuse (tipo algo-mioclonico) o con movimenti coreici
o con disturbi ipertonici (tipo coreico e tipo ipertonico);
4. prevalente stato confusionale, disorientamento temporo-spaziale e inibizione psicomotoria,
con interpolati episodi di agitazione psicomotoria.
La mortalità era elevata, raggiungendo il 40%.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
L’encefalite epidemica ha rappresentato un importante modello
psicobiologico riguardante le correlazioni esistenti fra sintomi neurologici
meso-diencefalici (diplopia, crisi oculogire, sindrome extrapiramidale),
disturbi della coscienza (letargia, confusione onirica) e disturbi psichici (del
carattere, dell’affettività, sintomi psicotici, deliri e perversioni).
i conseguenza, venne ipotizzato che lo stato
di
veglia
fosse
mediato
da
un
iniziale eccitazione per via ascendente del
sistema tronco encefalico, che rimaneva
attiva anche dopo interruzione delle
classiche vie sensoriali mesencefaliche.
Tale sistema è stato confermato due decenni
or sono da Moguzzi e Magoun con la
definizione di SISTEMA RETICOLARE
ASCENDENTE ATTIVANTE.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Una delle strutture più importanti del tronco encefalico è la
FORMAZIONE RETICOLARE. Quasi tutti i neuroni che la
compongono hanno una rete diffusa di connessioni e una
distribuzione dei loro assoni sia in direzione rostrale che caudale.
La formazione reticolare assolve numerose funzioni.
1. Induzione e mantenimento dello stato di veglia. Infatti, una
stimolazione elettrica diffusa della formazione reticolare a livello
mesencefalico e pontino provoca un'immediata attivazione della
corteccia cerebrale, tale da causare il risveglio istantaneo.
2. tramite vie discendenti dirette al midollo spinale, da un lato
concorre a controllare il tono muscolare, dall'altro modula le
sensazioni dolorose regolando il flusso di informazioni
nocicettive in arrivo dalla periferia.
3. regolazione dei movimenti respiratori e dell'attività cardiaca.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
All'interno della formazione reticolare sono stati individuati alcuni raggruppamenti neuronali
specifici:
1) nucleo gigantocellulare: uno dei componenti principali del sistema reticolare attivatore; i
suoi neuroni liberano acetilcolina come trasmettitore eccitatorio;
2) la substantia nigra: è situata nel mesencefalo; invia i suoi assoni, che liberano dopamina,
a livello dei gangli della base, in associazione con i quali opera per il controllo del
movimento; altri raggruppamenti di neuroni dopaminergici inviano le loro terminazioni a
livello della corteccia frontale e di diverse strutture del sistema limbico;
3) i nuclei del rafe: sono situati in corrispondenza della linea mediana a livello del bulbo e
della porzione inferiore del ponte; inviano fibre al diencefalo e al midollo spinale. Alcuni
di questi neuroni contengono solo serotonina, altri contengono anche un neuropeptide;
4) il locus coeruleus: è costituito da neuroni che liberano noradrenalina a livello di diverse
strutture del diencefalo e del cervello. Inviano assoni anche alla corteccia del cervelletto.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Il sistema limbico è costituito in parte di corteccia
cerebrale e in parte di diencefalo.
E’ costituito da:
1. aree corticali cerebrali, tra cui la circonvoluzione del
cingolo
2. vari nuclei tra cui quelli anteriori del talamo
3. parte dei gangli basali
4. l'ipotalamo (corpi mamillari)
5. la corteccia olfattoria
6. le vie di connessione tra le varie aree corticali e i gangli
della base (come per esempio il fornice).
Il sistema limbico è implicato nel controllo dell’ affettività; controlla le risposte vegetative indotte dalle emozioni, il tono
dell'umore e la percezione delle sensazioni piacevoli o dolorose.
Per il sistema limbico le afferenze più importanti sono quelle olfattorie. L'odore del cibo stimola il centro della fame
nell'ipotalamo.
Lesioni del sistema limbico possono provocare appetito vorace (bulimia), disinibizione sessuale, eccessiva docilità nei
confronti di stimoli ambientali che richiederebbero uno stato d'allerta o di difesa.
Poiché l'ippocampo è parte del lobo temporale, una sua lesione determina un danno della memoria. L'ippocampo e la
corteccia circostante sono fondamentali nel passaggio dell'informazione dalla memoria a breve a quella a lungo termine:
la porzione di corteccia immediatamente circostante l'ippocampo è costituita da quelle cellule che subiscono una
trasformazione della loro fisionomia calcio indotta, per rinforzare la traccia mnesica.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
FORMAZIONE RETICOLARE
Una massa diffusa di neuroni e
fibre nervose formano un reticolo
nella porzione centrale del tronco
encefalico.
1) Nuclei of medullary reticular formation
2) Nuclei of pontine reticular formation
3) Nuclei of midbrain reticular formation
Ascending Reticular Activating System
A. Receives fibers from the sensory pathways via
long ascending spinal tracts.
B. Alertness, maintenance of attention and
wakefulness.
C. Emotional reactions, important in learning
processes.
D. Tumor or damage: sleeping sickness or coma.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
FORMAZIONE RETICOLARE
AFFERENZE
Corteccia
Corpo Striato
Cervelletto
Talamo
Midollo
tatto
dolore
temperatura
posizione
Via sensitiva
vista
udito
olfatto
gusto
EFFERENZE
Corteccia
Cervelletto
Talamo – ipotalamo
Nucleo rosso
Substantia nigra
Midollo
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Descending Reticular System
INHIBITORY
Smoothness and accuracy of
voluntary movements
Reflex movements
Regulates muscle tone
Maintenance of posture
Control vegetative functions
FACILITATORY
Mantains the muscle tone
Facilitates autonomic functions
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Le popolazioni cellulari del PERCORSO ECCITATORIO ASCENDENTE,
comprendono neuroni di tipo:





colinergico
noradrenergico
serotoninergico
dopaminergico
Istaminergico
Che sono situati nelle sedi:





pedunculopontine
nucleo laterodorsale tegmentale (PPT / LDT)
locus coeruleus (LC)
nucleo del rafe dorsale e mediano
nucleo tubermammillare (TMN)
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Tuttavia, ogni 24 ore il sistema di eccitazione viene inibito con l’inizio del
sonno, da parte dei neuroni:
GABA-ergici
Galaninergici
Presenti a livello del NUCLEO PREOTTICO VENTRO-LATERALE (VLPO)
L'interazione tra VLPO ed i rami della via ascendente eccitatoria risulta
mutualmente inibente, con un comportamento stigmatizzato a quello di un
interruttore elettrico, detto quindi "ON-OFF", che permette all'organismo
di mantenere uno stato stabile di veglia e di sonno.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
EFFECTS OF COMMONLY USED DRUGS ON SLEEP AND WAKING
SCN: nucleo sovrachiasmatico
(orologio biologico)
v SPZ – d SPZ: zona
paraventricolare dorsale (ritmo della
temperatura corporea) e ventrale (ritmo
sonno-veglia)
DMH: nucleo dorsomediale (ritmi
cicli circadiani di
sonno, l'attività, l'alimentazione e la
secrezione di corticosteroidi)
PVH: nucleo paraventricolare
MPO: area preottica mediale
(termoregolazione)
LHA: area laterale ipotalamica
(melanin concentrating hormone e
orexina)
VMH: nucleo ventromediale
ARC: nucleo arcuato
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Un ingresso importante per i nuclei relé
e reticolari del talamo (PERCORSO
ARANCIONE) proviene da gruppi
cellulari colinergigici (ACh)
nel ponte superiore, pedunculopontini (PPT) e dal nucleo tegmentale
laterodorsale (LDT).
Questi ingressi facilitano la trasmissione
talamo corticale.
Una seconda via (rossa) attiva la
corteccia cerebrale facilitando
l'elaborazione degli input dal talamo.
Ciò deriva da neuroni nei gruppi di
cellule monoaminergiche compreso
il nucleo tubero mammillare
(TMN) contenente istamina
(HIS), un gruppo di cellule definite A10
contenenti dopamina (DA), nuclei del
rafe dorsale e mediano
contenenti serotonina (5-HT), e il locus
coeruleus (LC) contenente
noradrenalina (NA).
Questo percorso riceve anche contributi
peptidergici da neuroni nell’ipotalamo
laterale (LHA) contenenti Orexina
(ORX) o melanin-concentrating
hormone (MCH), e dal proencefalo
basale (BF) che contengono neuroni
GABA o Ach.
Da: NATURE
437, 27OSPEDALIERA
October 2005
SCUOLAVol
MEDICA
Prof. Dott. Francesco Peverini
Roma - 14 Settembre 2012
Schema per mostrare le proiezioni
fondamentali del NUCLEO
PREOTTICO
VENTROLATERALE (VLPO) verso
i principali componenti del
crescente sistema di eccitazione.
Esso comprende i gruppi di
cellule monoaminergici (rosso)
come il nucleo tuberomammillare
(TMN), il gruppo cellulare A10, il
rafe ed il locus coeruleus (LC).
Esso innerva anche i neuroni dell’
ipotalamo laterale compresa l’area
perifornicale (PEF in verde) che
produce orexina, neuroni,
e interneuroni colinergici (Ach in
giallo): il nucleo peduncolopontino (PPT) ed il nucleo
laterodorsale tegmentale (LDT).
I neuroni VLPO si trovano all’interno
della regione delineata da Von
Economo, la cui lesione era in grado
di determinare insonnia.
Da: NATURE
Vol 437, 27
October 2005
SCUOLA MEDICA
OSPEDALIERA
Prof. Dott. Francesco Peverini
Roma - 14 Settembre 2012
PPT/LDT neurons are most
active during wakefulness and
rapid eye movement (REM)
sleep and discharge more slowly
during NREM sleep, a period
when cortical activity is reduced.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
The second branch of the
ascending
arousal
system
projects
into
the
lateral
hypothalamus, basal forebrain,
and the cerebral cortex.
Neurons
in
these
monoaminergic systems have broad
action potentials, discharging
most
rapidly
during
wakefulness, slowing during
NREM sleep, and showing little
activity during REM sleep.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
In sintesi, i neuroni colinergici, le
popolazioni di cellule neuronali monoaminergiche ed i nuclei Orexina /
Ipocretina dell‘ ipotalamo laterale
situati lungo i due rami del sistema di
eccitazione ascendente “scaricano” in
maniera stereotipata e coordinata nel
promuovere l'eccitazione corticale, co
n il rendere unico, benché ridondante,
il contributo al raggiungimento ed al
mantenimento dello stato di veglia.
Durante il sonno, questi
circuiti sono bloccati da neuroni
del VLPO.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
DURANTE LA
VEGLIA
i nuclei monoaminergici (rossi)
inibiscono il nucleo preottico
ventrolaterale (VLPO – rosa),
riducendo quindi l’inibizione sulle
stesse cellule monoaminergiche,
sull’Orexina (verde), sulla via
peduncolo-pontina (PPT) e sul nucleo
tegmentale laterodorsale (LDT –
giallo).
Poiché i neuroni VLPO non hanno
recettori per l’Orexina, i neuroni che
producono Orexina servono più a
rafforzare il tono monoaminergico
piuttosto che ad inibire il nucleo VLPO
per propria azione.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
DURANTE IL SONNO
l’attività dei neuroni VLPO inibisce i
gruppi di cellule mono-aminergiche, in
modo da ridurre la loro propria attività
inibitoria su di esso.
Questo permette di inibire i neuroni che
producono orexina, impedendo
l’attivazione monoaminergica che
potrebbe interrompere il sonno.
L’inibizione diretta e reciproca tra
VLPO e gruppi di neuroni
monoaminergici determina un classico
meccanismo ad interrutore, definito
FLIP – FLOP, che produce brusche
variazioni di stato ma che è relativamente
instabile. Sembra che la presenza di
neuroni che producono Orexina,
stabilizzi il sistema.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
I due centri principali per il sonno
e l'eccitazione sono evidenziati nello
schema:
VLPO ed esteso VLPO (eVLPO)
sono i centri di mantenimento
del sonno, mentre il TMN, il LC
ed il Rafe Dorsale (DR) sono tutti
gruppi neuronali di tipo mono aminergico che promuovono la veglia.
I circuiti inibitori sono colorati in
Rosso, mentre le vie eccitatorie
in Azzurro.
L’ Orexina / ipocretina nella parte
superiore stabilizza i due stati e
previene cicli troppo rapidi.
Durante la veglia vi è l'inibizione
del VLPO e eVLPO.
Durante il sonno è inibito il circuito
mono - aminergico
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
L'interazione dei due ritmi, il circadiano e l’ omeostatico produce una curva della propensione al sonno che è
bifasica. Vi è una propensione maggiore al sonno nella metà del pomeriggio e un periodo più importante durante
la notte.
L'esordio del sonno si verifica subito dopo che il “cancello” si apre e la compensazione di sonno si verifica dopo il
nadir della temperatura corporea (variazioni del colore grigio).
ADATTATO DA EDGAR DM, DEMENT W, FULLER CA. J NEUROSCI 1993
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
VARIAZIONI CIRCADIANE DELLA PROPENSIONE AL SONNO
VEGLIA
ZONA
PROIBITA
ZONA
PROIBITA
0
ZONA
PERMISSIVA
SECONDARIA
SONNO
6
12
18
ORE DEL GIORNO
ZONA
PERMISSIVA
PRIMARIA
24
6
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
EFFECTS OF COMMONLY USED DRUGS ON SLEEP AND WAKING
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Negli esseri umani, la coscienza varia notevolmente in intensità e
qualità durante il ciclo sonno-veglia.
Le tre condizioni principali dello stato di Coscienza:
1. essere svegli (ed in allerta con l'intera gamma di aspetti secondari della
coscienza),
2. addormentati (con minore consapevolezza)
3. in fase di sogno (con percezioni generate internamente ed emozioni di
coscienza primaria)
dipende da tre stati del cervello oggettivamente identificabili:
VEGLIA, NON-REM E REM
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
PERCEZIONE
E’ visuo-motorio dettagliata con altre modalità sensoriali
di informazione che costituiscono la
struttura rappresentativa della consapevolezza.
Tale consapevolezza deve coinvolgere l'interazione e
l'integrazione delle emozioni.
Coscienza primaria:
Semplice consapevolezza che comprende la capacità di percepire
le cose e la capacità di provare emozioni. Come tale è attribuita alla maggior parte
dei mammiferi.
Nel sogno non lucido, si ha percezione ed emozione e si può organizzare i propri pensieri
in una storia. La coscienza primaria è una base importante per lo sviluppo della coscienza
secondaria.
Negli esseri umani adulti, i sogni si verificano durante i movimenti oculari
rapidi (REM) del sonno ed hanno caratteristiche di coscienza primaria
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
COSCIENZA SECONDARIA
Consapevolezza soggettiva tra la percezione e
l'emozione, arricchita da un'analisi astratta
(pensiero) e componenti di coscienza metacognitivi
(consapevole della consapevolezza). Solo umana?
Coscienza secondaria:
dipende dalla lingua e comprende
caratteristiche come auto-consapevolezza
riflessiva, pensiero astratto, volontà e capacità
meta-cognitive. Siamo pertanto consapevoli del
nostro stato di coscienza e del mondo esterno.
In caso di sogno non lucido, non abbiamo la
consapevolezza della coscienza secondaria.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Hobson ha ideato un modello che mette a confronto le
differenze tra questi stati del cervello in termini di:
ATTIVAZIONE
INGRESS-OUTPUT GATING
MODULATION.
Egli chiama questo modello AIM.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
ATTIVAZIONE
Vaste aree del cervello incluse aree corticali e sottocorticali che
sono attive durante la veglia, sono inattive durante il sonno
NREM e sono riattivate durante il REM.
E’ gradualmente apparso chiaro che il comportamento a riposo e
l’ attività, come pure il livello e la qualità
dell’esperienza cosciente, erano funzioni di attivazione e
disattivazione cerebrale intrinseca, controllati dai neuroni del
tronco encefalo.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
INPUT-OUTPUT GATING
L'inibizione dei motoneuroni spinali durante il sonno REM provoca
una paralisi motoria che spesso viene da noi notata come
fastidiosa flaccidità delle nostre gambe mentre tentano di eseguire
movimenti sempre più veloci per eludere gli assalitori nel nostro sogno.
Va notato che questa paralisi può essere dissociata dall’ atonia
muscolare e può avvenire anche quando è presente attività muscolare.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
INPUT-OUTPUT GATING II
Una caratteristica importante del sonno REM è il verificarsi dei segnali di
attivazione fasica.
Questi segnali sono stati registrati, nel tronco cerebrale pontino (P), nel
corpo genicolato laterale del talamo (G) e nella corteccia occipitale (O) e sono pertanto
chiamato circuiti PGO.
Anche se sono importanti nel sistema visivo, si osservano anche nei sistemi sensomotori
del troncoencefalo.
Le onde PGO costituiscono segnali che non solo bloccano l’ input sensoriale,
permettendo al cervello di rimanere addormentato, ma costituiscono anche l’elemento
fondamentale per la percezione ed il controllo motorio.
Durante il sogno, le nostre sensazioni ed i movimenti sono del tutto fittizi,
ma la simulazione del reale, la sensazione di stato di veglia e di movimento è
impressionante.
Il cervello, isolato dal mondo esterno, considera questa stimolazione endogena, come se
fosse esogena.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
INPUT-OUTPUT GATING III
È
stato
proposto
che,
durante
il
sogno, segnali PGO vengano utilizzati nella costruzione
delle immagini di “allucinazione visiva” dei sogni,
elemento importante della dream consciousness theory.
In sogno, vediamo - in assenza di luce - attivando
il sistema visivo del cervello.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
MODULAZIONE
Quando si è svegli, il nostro cervello rilascia sostanze come l'acetilcolina, la dopamina,
l'istamina, la noradrenalina e la serotonina.
Quando si è in sonno REM, il nostro cervello rilascia dopamina e acetilcolina, ma non rilascia
noradrenalina, serotonina o istamina.
Il fatto che il cervello continui a rilasciare dopamina durante il sonno REM, ma non rilascia
tutte e cinque le sostanze neurochimiche che vengono rilasciati quando si è svegli, potrebbe
spiegare perché i sogni sono così bizzarri - con allucinazioni visive e avvenimenti strani e
apparentemente illogici.
La produzione di dopamina sembrerebbe avere un ruolo nella malattia mentale, in particolare la
schizofrenia.
Molti teorici del sogno, tra cui Freud e Jung, così come William Dement, hanno commentato le
analogie tra sogni e la pazzia.
In precedenza, Mark Solms aveva teorizzato il rapporto tra dopamina e sogno.
Quando si tratta di modulazione, il sonno NREM è in uno stato intermedio.
Durante il sonno NREM, il cervello produce tutte e cinque le sostanze neurochimiche, ma la loro
produzione avviene a un ritmo più lento rispetto al periodo di veglia.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
IL MODELLO AIM
Che cosa determina il passaggio da input prevalentemente esterni durante la veglia, ad
altri principalmente interni durante il sogno?
È stato proposto che questo è dovuto a un cambiamento nell'attività di due popolazioni di
cellule del tronco cerebrale: la cosiddetta REM-off (cellule attive durante la veglia e
inattive durante il sonno REM) e REM-on (attive durante il sonno REM e
inattive durante la veglia).
Si potrebbero definire altrettanto bene veglia-on e veglia-off.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
SVILUPPO DEL SONNO REM
Il sonno REM si è evoluto in tempi relativamente recenti. Esiste solo nei mammiferi e negli uccelli.
Nelle prime fasi della vita, uccelli e mammiferi sperimentano una enorme quantità di sonno REM. La più
grande quantità di sonno REM nell'uomo avviene prima della nascita, durante il terzo trimestre di
gravidanza.
Nei feti umani, il sonno REM, in cui il cervello è molto attivo, si alterna con periodi in cui il cervello è
inattivo (sonno non-REM).
Svegliarsi ed essere coscienti, terzo stato del cervello, si sviluppa più tardi nella vita. Il sonno REM e la
coscienza di veglia sono simili in quanto entrambi comportano alti livelli di attività cerebrale.
Andando avanti nel tempo, passiamo più tempo da svegli ed aumentano le nostre capacità cognitive.
Se il sonno REM precede il sognare durante lo sviluppo umano, che cosa succede nel cervello durante il
sonno REM prima che il sogno si manifesti?
Una possibile risposta è che il cervello si stia preparando per le sue numerose
funzioni integrative, tra cui la coscienza.
Lo sviluppo della coscienza è quindi visto come un graduale processo.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
IL SONNO REM ED I SOGNI
Anche se iniziare a sperimentare il sonno REM molto presto nella nostra
vita, non abbiamo una corrispondente storia di esperienze che noi
chiamiamo sogni, fino a che queste non sono più datate.
Al fine di avere dei sogni, abbiamo infatti bisogno della capacità di creare
narrazioni organizzate.
I bambini probabilmente non hanno veri e propri sogni fino a quando non
sono fra cinque e otto anni.
Mark Solms e David Foulkes hanno dimostrato che il sonno REM e i sogni
non sono la stessa cosa - a volte le persone hanno esperienze oniriche
quando non sono in sonno REM.
Durante l'infanzia si sviluppa la capacità di usare e capire la lingua
utilizzata, così come la quantità di sogno vero (distinto dal sonno REM) e
la tendenza a parlare di sogni.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Principali quadri patologici
Insonnia: difficoltà ad iniziare o a mantenere il sonno o nella sensazione di sonno non ristoratore,
che compromette il funzionamento diurno.
Ipersonnia: tendenza ad addormentarsi durante il giorno in luoghi e tempi inappropriati, associati a
fatica, incapacità a concentrarsi, compromissione delle performance psicomotorie.
Disturbi del ritmo circadiano del sonno: incapacità a dormire e a rimanere svegli nei periodi
appropriati.
Parasonnie :movimenti o comportamenti anormali durante il sonno.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Disturbi del ritmo circadiano
 Jet lag
 Disturbo del sonno legato ai turni di lavoro
 Sindrome da sonno anticipato
 Sindrome da sonno ritardato
 Pattern sonno – veglia irregolare
 Pattern sonno – veglia non di 24 ore (sindrome
ipernictemerale)
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Parasonnie:
Comportamenti episodici notturni
Quando il cervello si organizza tra gli stati: nei periodi di transizione tra
uno stato e l’altro
Evoluzione benigna (tendenza alla risoluzione spontanea)
 Disturbi dell’arousal
 Disturbi della transizione sonno-veglia
 Parasonnie associate al sonno REM
 Altre parasonnie
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
DISTURBO COMPORTAMENTALE DEL SONNO REM (RBD)
Assenza dell’atonia muscolare del sonno REM
Intensa attività motoria (in genere esplosiva)
Spesso (>70%) ferite a sé o a compagni di letto
Correlata all’attività onirica (sogni paurosi, vividi, sgradevoli >90%; il
più ricorrente è essere aggrediti da animali o persone sconosciute)
Disturbo di comportamento e sogno
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
RBD- EPIDEMIOLOGIA
 Età media di inizio dei disturbi >50 anni (52,6 anni; alla presentazione
59,3 aa ( Schenck & Mahowald, 1990), range molto ampio)
 M/F 9:1
 Idiopatico in circa il 60% dei casi
 Associazione con patologie del sonno (narcolessia)
 Associazione con disturbi del movimento (atrofia multisistemica,
malattia di Parkinson, demenza a corpi di Lewy)
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
REM sleep behavior disorder is characterized
by the occasionalfailure of this atonia.
The brains of patients who suffer from REM
sleep behavior disorder have complete control
over their sleeping bodies, allowing (often
exaggerated) motor activity to occur in
relation to what is happening in the dream.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
SLEEP PARALYSIS – PARALISI IPNAGOGICA
The patho-physiology of sleep paralysis has not been concretely identified,
although there are several theories about what causes an individual to develop
sleep paralysis.
The first of these stems from the understanding that sleep paralysis is
a parasomnia resulting from inappropriate overlap of the REM stage of sleep and
the waking stage of sleep.
Polysomnographic studies found that individuals with sleep paralysis had shorter
REM sleep latencies than normal along with shortened NREM and REM sleep
cycles, and fragmentation of REM sleep.
This study supports the observation that disturbance of regular sleeping patterns
can instigate an episode of sleep paralysis, because fragmentation of REM sleep
commonly occurs when sleep patterns are disrupted and has now been seen in
combination with sleep paralysis.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
SLEEP PARALYSIS – PARALISI IPNAGOGICA
Sleep paralysis is closely related to REM atonia, the
paralysis that occurs as a natural part of REM (rapid
eye movement) sleep.
Sleep paralysis occurs either when falling asleep, or
when awakening.
When it occurs upon falling asleep, the person
remains aware while the body shuts down for REM
sleep, and it is called hypnagogic or predormital
sleep paralysis.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
SLEEP IMPACTS PUBLIC SAFETY AND THE ECONOMY.
SLEEP IS IMPORTANT FOR BIOLOGICAL FITNESS.
SLEEP DISORDERS AFFLICT MANY PEOPLE.
INSOMNIA
20% OF POPULATION
RESTLESS LEG SYNDROME 5% OF POPULATION
SLEEP APNEA
4-5% OF POPULATION
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Gli effetti cumulativi della perdita di sonno e di alcuni importanti
disturbi del sonno rappresentano un problema misconosciuto di
sanità pubblica e sono associati ad una vasta gamma di conseguenze
per la salute tra cui un aumento del rischio di ipertensione, diabete,
obesità, depressione, attacchi cardiaci e ictus.
Quasi il 20 per cento di tutte le lesioni gravi da incidenti d’ auto
nella popolazione generale sono associati a sonnolenza del
conducente.
Miliardi di Euro ogni anno vengono spesi per costi sanitari diretti
legati ai disturbi del sonno, come visite mediche, servizi ospedalieri,
prescrizioni, aumentata prescrizione di farmaci.
Costi indiretti ?
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Il sonno è una funzione biologica fondamentale dei mammiferi
Sappiamo che le prestazioni e le competenze sono
profondamente alterate dopo perdita di sonno, ma ancora
non conosciamo quali siano a livello cerebrale tutti gli
elementi correlati a questo deficit.
Abbiamo una certa conoscenza dei circuiti cerebrali e dei
meccanismi che sono alla base del sonno, ma ancora non
sappiamo manipolare correttamente il sistema al fine di
normalizzare il sonno a lungo termine.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
I moderni stili di vita ed i nuovi ambienti di lavoro
promuovono
lo sviluppo dei disturbi del sonno
Lo sviluppo della tecnologia, il lavoro a turni e orari
di lavoro irregolari (20% circa dei lavoratori) sono
determinanti importanti nello sviluppo dei disturbi
del sonno e nella perdita cronica di sonno.
L'insonnia è il disturbo del sonno più diffuso
nelle società occidentali, con circa il 10% della
popolazione che ne soffre cronicamente
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Il sonno insufficiente ed i disturbi del sonno sono un problema
sociale e sanitario
Dopo 24 ore di veglia continua, le
prestazioni sono così compromesse da poter
essere assimilate all‘ effetto di:
1 g / L * BAC
(concentrazione di alcol nel sangue)
*
Quantità presente nel sangue dopo aver bevuto
circa una bottiglia di vino in 1 ora
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Il sonno insufficiente ed i disturbi del sonno sono associati
ai principali disturbi neuropsichiatrici
Insonnia, ipersonnia o entrambi sono segnalati dal 75%
degli adulti, bambini e adolescenti con disturbo depressivo
maggiore
L'insonnia e l’ ipersonnia sono associate ad un aumento (da
dieci a quindici volte) del rischio di sviluppare o reiterare un
disturbo depressivo
maggiore e/o un disturbo bipolare
I disturbi del sonno sono associati e
possono precedere l'insorgenza di
demenza o parkinsonismo
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
I disturbi del sonno sono molto costosi
I costi diretti dell’ insonnia sono stati
stimati in 2,5 miliardi di dollari l'anno
negli Stati Uniti, mentre i costi indiretti di
questa condizione possono raggiungere
100 miliardi di dollari l'anno.
Nel 2009, gli incidenti stradali causati
negli Stati Uniti da OSAS sono costati
15,8 miliardi di dollari, oltre 1400 vite.
I rispettivi calcoli per l‘ Europa non sono
attualmente disponibili, ma un onere
economico simile è ragionevolmente
ipotizzabile.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
L’eccessiva sonnolenza diurna compromette
il lavoro e la sicurezza alla guida
La fatica di una persona in momenti critici è stata
dimostrata contribuire a diverse catastrofi industriali e
del traffico durante gli ultimi decenni.
Shuttle Challenger 1986
Tunnel S. Gottardo 2001
Exxon-Valdez 1989
Three Mile Island 1979
dormire meno di 5 ore per notte aumenta il
tasso di incidenti fino a 4,5 volte
problemi di sonnolenza e/o legati ad
ipersonnia determinano
il 20% degli incidenti stradali
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Propensione al Sonno
Rischio relativo di incidenti stradali per ora del giorno. L’ aumento del rischio segue il fabbisogno
di sonno del ritmo circadiano.
Adattato da Garbarino et al. Sleep 2001
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
The pilots of Northwest Airlines Flight 188
overshot
their
destination
airport,
Minneapolis, by 150 miles on October 21.
They blamed a distraction, but there is
speculation they had nodded off. The near
miss prompted transportation authorities to
recommend screening operators for sleep
apnea, a respiratory condition that can
leave a person fatigued even after a full
night’s
sleep.
The
recommendation
sidesteps a more common factor in
accidents and near misses: pilots, drivers
and workers in general are often sleep
deprived because of over-long work hours
and poor shift design.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
In 1956 Burwell and colleagues
reported an obese patient with
heart failure and respiratory
acidosis who was also extremely
sleepy.
Because this patient reminded
them of the picturesque character
Joe, the sleepy, red-faced, fat boy
from Charles Dickens book, ”The
Posthumous Papers of the
Pickwick Club (1837)” they called
this syndrome the Pickwckian
Syndrome.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
CLASSIFICAZIONE INTERNAZIONALE DEI DISTURBI DEL SONNO
(American Academy of Sleep Medicine, 2005)
1)
Insonnie (diverse tipologie) (1/3 popolazione adulta negli USA, Roth 2005)
2) Disturbi del Respiro in Sonno (OSAS, CSAS)
3)
Ipersonnie di Origine Centrale (Narcolessia, Ipersonnia ricorrente, Ipersonnia
Idiopatica, S. da Sonno Insufficiente, Ipersonnia Iatrogena)
4)
Disturbi del Ritmo Circadiano (ex S. Anticipata/Ritardata Fase di sonno, S. da
Shift-Work, S. da Jet Lag)
5)
6)
Parasonnie (Sonnambulismo)
Disturbi del Movimento in Sonno (S. delle gambe senza riposo, PLM,
Bruxismo)
7)
Miscellanea
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
LA SINDROME DELLE APNEE NOTTURNE
OBSTRUCTIVE SLEEP APNEA SYNDROME - OSAS
La Sindrome delle Apnee Ostruttive nel Sonno (OSAS) presente nel
4% dei maschi e nel 2% delle donne in Europa) è il più comune
disturbo organico del sonno e causa eccessiva sonnolenza diurna.
L’ OSAS è un fattore di rischio per ipertensione, malattia coronarica
e scompenso cardiaco e svolge un ruolo nella morte improvvisa
cardiovascolare.
Il rischio di malattia cerebrovascolare è più elevato nei pazienti con
grave OSAS rispetto alla popolazione generale.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Il palato molle,
l’ugola e la
lingua a riposo:
il paziente
respira
normalmente.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Paziente in
posizione supina:
sono evidenti i
molteplici livelli
di ostruzione
caratteristici della
Sindrome delle
Apnee Notturne
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
(PTM) = transmural upper airway pressure
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
1. ANAMNESI
Quando si intervista un paziente con sospetta OSAS, è di estrema rilevanza
ascoltare il partner (Bed Partner), per le importanti informazioni che può
fornire dalla diretta osservazione dei fenomeni respiratori notturni; è possibile,
inoltre, raccogliere differenti prospettive concernenti I sintomi diurni, ad
esempio riguardo la sonnolenza o l’alterazione neurocognitiva.
2. QUESTIONARI
Alcuni importanti dati sulla sonnolenza o sulle patologie associate, possono
essere ottenuti dalla veloce somministrazione al paziente di questionari :
1. Epworth Sleepiness Scale,
2. Berlin,
3. Questionario per il medico del Lavoro AIMS,
4. STOP BANG.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
CATEGORIA 1
CATEGORIA 3
CATEGORIA 2
Siete solito russare?
_ A. Sì
_ B. No
_ C. Non so
Se russa: il suo russare è:
_ A. Leggermente più forte della respirazione
_ B. Più forte di chi parla
_ C. Più forte del parlare
_ D. Molto alto - può essere ascoltata in stanze
adiacenti
Quante volte si sente stanco o affaticato dopo il
sonno notturno?
_ A. Quasi ogni giorno
_ B. 3-4 volte a settimana
_ C. 1-2 volte a settimana
_ D. 1-2 volte al mese
_ E. Mai o quasi mai
Ha la pressione alta?
_ Sì
_ No
_ Non so
Calcolare il BMI (Body Mass
Index)
Durante il giorno, si sente stanco, affaticato o
svogliato?
_ A. Quasi ogni giorno
_ B. 3-4 volte a settimana
_ C. 1-2 volte a settimana
_ D. 1-2 volte al mese
_ E. Mai o quasi mai
Le capita di russare:
_ A. Quasi ogni giorno
_ B. 3-4 volte a settimana
_ C. 1-2 volte a settimana
_ D. 1-2 volte al mese
_ E. Mai o quasi mai
Si è mai appisolato o addormentato durante la
guida di un veicolo?
Il suo russare mai interessato altre persone?
_ A. Sì
_ B. No
_ C. Non so
_ A. Sì
_ B. No
QUESTIONARIO DI BERLINO
In caso affermativo:
Qualcuno ha notato che interrompe la respirazione Con quale frequenza si verifica il problema?
durante il sonno?
_ A. Quasi ogni giorno
_ A. Quasi ogni giorno
_ B. 3-4 volte a settimana
_ B. 3-4 volte a settimana
_ C. 1-2 volte a settimana
_ C. 1-2 volte a settimana
_ D. 1-2 volte al mese
_ D. 1-2 volte al mese
_ E. Mai o quasi mai
_ E. Mai o quasi mai
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
SINTOMATOLOGIA
Respiro rumoroso – russamento (roncopatia)
Sensazione di mancanza d’aria notturna
Sonnolenza diurna
Facile stancabilità
Sensazione di sonno non ristoratore
Cambiamenti nello stile di vita
Cefalea mattutina
Diminuzione del grado di attenzione e di concentrazione (ad
esempio sul lavoro)
 Irritabilità - peggioramento del tono dell’ umore
 Moficazioni della Vis e della Libido
 Defaillances attitudinali








NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NORMAL SLEEP
SLEEP APNEA
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
SLEEP APNEA
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
LA POLISONNOGRAFIA
EEG
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Description and Validation of the Apnea Risk Evaluation System*
A Novel Method To Diagnose Sleep Apnea-Hypopnea in the Home
Philip R. Westbrook, MD; Daniel J. Levendowski, MBA;
Milenko Cvetinovic, PhD; Timothy Zavora, BS; Vladislav Velimirovic, BS;
Delmer Henninger, MD; and Dennis Nicholson, MD
(CHEST 2005; 128:2166–2175)
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
METODICHE STRUMENTALI PER LA DIAGNOSI
DI CERTEZZA DELLA OSAS NELL’ADULTO
1.
2.
3.
4.
Monitoraggio notturno cardio-respiratorio ridotto
Monitoraggio notturno cardio-respiratorio completo
Polisonnografia notturna con sistema portatile
Polisonnografia notturna in laboratorio
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
MONITORAGGIO NOTTURNO CARDIORESPIRATORIO
CON SISTEMA PORTATILE RIDOTTO:
a.
prevede la registrazione di almeno 4 parametri
RUMORE RESPIRATORIO O FLUSSO AEREO, Fc,
POSIZIONE, SaO2
a.
consente la identificazione indiretta degli eventi respiratori
b.
non permette l’identificazione dei periodi di sonno
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
MONITORAGGIO NOTTURNO CARDIORESPIRATORIO
CON SISTEMA PORTATILE COMPLETO:
RUMORE RESPIRATORIO, FLUSSO AEREO, MOVIMENTI
TORACO-ADDOMINALI, Fc, POSIZIONE, SaO2
a.
b.
c.
prevede la registrazione dei movimenti toraco-addominali
consente la identificazione diretta degli eventi respiratori
non permette la identificazione dei periodi di sonno
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
POLISONNOGRAFIA NOTTURNA
CON SISTEMA PORTATILE
RUMORE RESPIRATORIO, FLUSSO AEREO, MOVIMENTI TORACO-ADDOMINALI,
Fc, POSIZIONE, SaO2, EEG (ALMENO DUE DERIVAZIONI UNIPOLARI),
EOG, EMG SOTTOMENTONIERO + RUMORE RESPIRATORIO,
PLMs.
1.
questa metodica permette la stadiazione del sonno, il riconoscimento degli
elementi microstrutturali e la identificazione diretta degli eventi respiratori
2.
non prevede la sorveglianza del paziente e della qualità del tracciato per
tutta la notte
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
POLISONNOGRAFIA NOTTURNA
IN LABORATORIO
Parametri:
EEG
(ALMENO DUE DERIVAZIONI UNIPOLARI); EOG, EMG
SOTTOMENTONIERO + RUMORE RESPIRATORIO, FLUSSO AEREO ORO-NASALE,
MOVIMENTI TORACO-ADDOMINALI, FREQUENZA CARDIACA, OSSIMETRIA, POSIZIONE
CORPOREA, ELETTROMIOGRAFIA DEI MUSCOLI TIBIALI (DS E SN)
Questa metodica permette la stadiazione del sonno, il riconoscimento degli elementi
microstrutturali e la identificazione diretta degli eventi respiratori
Prevede la sorveglianza del paziente e della qualità del tracciato per tutta la notte
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
AASM SCORING MANUAL 2007
APNEA - definizione
1. EVENTI RESPIRATORI CON RIDUZIONE DEL FLUSSO AEREO > 90 %
2. PER ALMENO IL 90 % DELL’EVENTO STESSO
3. PER UNA DURATA MAGGIORE DI 10 SECONDI
4. DESATURAZIONE O2 E/O AROUSALS EEG NON NECESSARI
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Flusso aereo
Movimento respiratorio del
torace
Movimento
respiratorio dell’
addome
APNEA OSTRUTTIVA
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Flusso aereo
Flusso aereo
Movimento respiratorio del
torace
Movimento respiratorio del
torace
Movimento respiratorio
Movimento respiratorio
dell’addome dell’addome
APNEA
CENTRALE
APNEA
CENTRALE
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Reduced Airflow
Snoring
10 Secondi
IPOPNEA
Desaturazione >= 4%
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
OSAS
- ADULTO
CRITERI DIAGNOSTICI A.A.S.M. 2007
PER FARE DIAGNOSI DI SINDROME DELLE APNEE NOTTURNE
OSTRUTTIVE E’ NECESSARIO:
Almeno uno dei seguenti sintomi:
 Sonnolenza diurna, stanchezza, sonno non riposante o insonnia
 Risvegli con sensazione di respiro bloccato, tosse o fame d’aria
 Forte russamento e/o pause respiratorie nel sonno riferite dal partner
RDI (apnee + ipopnee + RERA / ora sonno) = > 5
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
 INDICE DI APNEA + IPOPNEA - APNEA HYPOPNEA INDEX -
AHI
Numero di apnee + ipopnee per ora di sonno
AHI centrale – AHI ostruttivo
 INDICE
DI
DISTURBO
DISORDER INDEX -
RESPIRATORIO
NEL SONNO
–
RESPIRATORY
RDI
Numero di apnee + ipopnee + R.E.R.A. per ora di sonno

INDICE DI EVENTI DI DESATURAZIONE DI O2 – OXYGEN DESATURATION
INDEX -
ODI
Numero di eventi di desaturazione di O2 > 3 – 4 % per ora di sonno
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
OSAS
-
ADULTO
CRITERI DIAGNOSTICI A.A.S.M. 1999
Sleep 1999, 22(5):667-690
In base al disturbo respiratorio:
OSAS
lieve
RDI > 5 < 15
moderata RDI > 15 < 30
grave
RDI > 30
RDI = RERA + Apnea + Hypopnea
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
LA GRAVITA’ DELL’OSAS - 1
ELEMENTI DA CONSIDERARE
 RDI
 Tempo di sonno con SaO2 > 90%
 Effetto della posizione
 Comorbidità




ipertensione arteriosa non controllata
patologia cardio e cerebrovascolare
sindrome metabolica
patologie respiratorie
 Tipo di professione (ad esempio guidatore professionale, medico)
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
LA GRAVITA’ DELL’OSAS - 2
ELEMENTI DA CONSIDERARE – indicatori di SaO2
 SaO2 media della notte
 Media dei picchi minimi di desaturazione
 SaO2 minima raggiunta nel corso della notte
 Tempo di sonno con SaO2 < 80 % - < 90 %
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
White dies at 43
Report indicates NFL great may have died because of respiratory disease
Posted: Sunday December 26, 2004 11:40AM; Updated: Monday December 27, 2004 5:21PM
CORNELIUS, N.C. (AP) -- NFL great Reggie
White may have died because of a respiratory
disease combined with other health problems, a
preliminary autopsy report said Monday.
White most likely had a condition that affected the
amount of air his lungs could hold, resulting in
"fatal cardiac arrhythmia," said Dr. Mike Sullivan,
the medical examiner for Mecklenburg County
and a forensic pathologist.
The report issued by Sullivan's office also said
sleep apnea may have been a factor.
OSA Believed to Have Contributed to the Death of
NFL Legend Reggie White
The tragic death of National Football League legend
Reggie White serves as a warning of the grave
consequences of untreated sleep apnea.
American Academy of Sleep Medicine
AASM | 12/29/2004
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Prevalence of
obstructive sleep
apnea (OSAS) in
patients with
cardiovascular
and
cerebrovascular
disease.
OSAS
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
SLEEP DISORDERED BREATHING AND CARDIOVASCULAR DISEASES
PREVALENCE OF SDB AMONG KEY CARDIOVASCULAR DISEASE
GROUPS
Hypertension
Drug resistant hypertension
Stroke
20
55
40
45
60
80
Coronary artery disease
30
Congestive heart failure
50
50
70
% patients
of disease
population
with SDB –
OSAS
Source: Bradley TD (ed), Floras JS (ed.). “Sleep apnea: Implications in Cardiovascular Disease.“ Lung and
Biology in Health and Disease V, I45. Marcel Dekker; Inc, New York; 2000.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Logan et al.
J. Hypertension 2001
Javaheri et al.
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Somers et al.
ATS Pres. 2004
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O’Keefe, Patterson.
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NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Yaggi H et al. N Engl J Med 2005;353:2034-2041
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
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LA GRAVITA’ DELL’OSAS - 3
Sonnolenza
Lieve:
ESS > 15 (10)
assopimento in situazioni di Relax
Moderata: assopimento in situazioni che richiedono attenzione
Severa:
assopimento in situazioni di stimolazione
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THE EFFECTS OF SLEEPINESS AND FATIGUE
Tempo di reazione alterati,
Modificazioni di giudizio e visione
Problemi con l'elaborazione delle informazioni e la memoria a breve termine
Diminuzione di prestazioni, vigilanza e motivazione
Aumento del malumore e comportamenti aggressivi
Aumento dei cosidetti "microsleeps" - brevi (2/3 secondi) ed inconsapevoli
episodi di sonno
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THE EFFECTS OF SLEEPINESS AND FATIGUE
17 hours sustained wakefulness produces performance
impairment = 0.05% BAC
(Blood Alcool Content)
24 hours = 0.10% BAC
(Dawson & Reid, 1997; Williamson & Feyer, 2000)
People with mild to moderate untreated sleep apnea
performed worse than those with a 0.06% BAC
(Powell, 1999)
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La Polisonnografia (PSG) è il monitoraggio di molteplici parametri fisiologici nel Sonno,
e rappresenta l'attuale gold standard diagnostico per lo studio e la classificazione dei
Disturbi del Sonno, in particolare per la sindrome delle Apnee Notturne.
La PSG implica una notte di sonno in laboratorio o al proprio domicilio, durante la
quale sono registrati diversi segnali neurofisiologici e cardiorespiratori.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
movimenti oculari rapidi,
elettroencefalogramma per rilevare le fasi del Sonno ed i risvegli,
il movimento di torace e addome per la dinamica respiratoria,
l’ elettrocardiogramma,
l’ elettromiogramma degli arti inferiori e del massetere,
l’ ossimetria,
Il flusso aereo oro-nasale (termistore o cannula).
Monitor del sonno portatili vengono utilizzati negli ospedali, nei centri di sonno o a
domicilio.
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CARATTERISTICHE DEI SOGGETTI CHE PRESENTANO
SONNOLENZA ALLA GUIDA
Sono spesso alla guida tra mezzanotte e le sei del mattino
L’autista è sovente da solo e di sesso maschile
I veicoli coinvolti in incidenti sono singoli
La maggior parte degli incidenti sono tamponamenti o scontri frontali
Non vi è alcuna prova di frenata o di manovre evasive
Molti di questi incidenti comportano lesioni gravi e/o decessi
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• Surgery: 20% more errors and 14% more
time required to perform simulated
laparoscopy post-call (two studies)
Taffinder et al, 1998; Grantcharov et al, 2001
• Internal Medicine: efficiency and accuracy of
ECG interpretation impaired in sleepdeprived interns
Lingenfelser et al, 1994
• Pediatrics: time required to place an intraarterial line increased significantly in sleepdeprived
Storer et al, 1989
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TERAPIA COMPORTAMENTALE
Calo ponderale - raggiungimento di BMI < 25
Esercizio fisico
Fisioterapia respiratoria
Terapia posizionale
Astensione da alcoolici e sedativi prima di dormire
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FINALITA’ DEL TRATTAMENTO RIABILITATIVO
Disostruzione vie aeree
Manovre meccaniche per la mobilizzazione delle secrezioni
(drenaggio autogeno e drenaggio posturale)
PEP mask
Rafforzamento e riequilibrio della muscolatura respiratoria
Allungamenti, rieducazione posturale
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DISPOSITIVI ORALI
Migliorano la pervietà delle vie aeree superiori incrementando lo spazio respiratorio ed
impedendo la collassabilità delle strutture
1
2
MRA - Mandibular repositioning appliances
TRD - Tongue retaining devices
INDICAZIONE IN PAZIENTI CON OSAS MODERATA
•
•
•
Che non rispondono alla CPAP
Preferiscono OAs alla CPAP
Non sono candidati appropriati alla CPAP
QUESTO TRATTAMENTO PREVEDE CHE VENGA RAGGIUNTO:
• Normalizzazione AHI
• Normalizzazione ODI
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TRATTAMENTO
TERAPIA VENTILATORIO DELLA SLEEP APNEA
CPAP - BIPAP
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Kaplan-Meier estimates of survival probability according to sleep-disordered breathing severity for A) Total sample and B) Sample
excluding 126 CPAP treated participants.
A. Kaplan-Meier estimates of the probability of survival (shown with y-axis truncated at 50% survival) according to sleep disordered
breathing severity (n = 1522); long-rank test for differences in survival by SDB category: P < 0.00001.
B. Kaplan-Meier estimates of the probability of survival (shown with y-axis truncated at 50% survival) according to untreated* sleepdisordered breathing category; *participants who had used CPAP were excluded (n = 1396); long-rank test for differences in survival by
SDB category: P < 0.00001.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Sleep. 2008 August 1; 31(8): 1071–1078.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
L’uso della CPAP è indicato:

nei pazienti con RDI > 30, a prescindere dai
sintomi (rischio cardiovascolare)

nei pazienti con RDI 5-30 + sintomi:
eccessiva sonnolenza diurna o insonnia
alterazioni cognitive
disordini dell’umore
documentata malattia cardiovascolare
Il trattamento con CPAP non è indicato:
in pazienti asintomatici senza malattia cardiovascolare con OSA lieve
alla polisonnografia notturna
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
L’uso della BiPAP è indicato se:
 CPAP poco tollerata (per es.
difficoltà con la maschera nasale,
o intolleranza alla pressione
positiva)
 OSAS + malattie restrittive,
BPCO, ipoventilazione notturna
 CPAP -- > BiPAP:
Non evidenza di aumento della
compliance al trattamento
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Potential Benefits of CPAP
Treatment for OSAS
1. Increased subjective and objective
alertness
2. Decreased risk for cardiac disease and
stroke
3. Decreased risk of developing
hypertension
4. Improved neurobehavioral outcomes in
cognitive processing, memory, learning,
sustained attention and executive
function
5. Improved mood
6. Improved functional outcomes
7. Decreased nocturia
8. Decreased risk of sleepiness related
accidents
Low Adherence
Depression
Claustrophobia or mask intolerance
Nasal stuffiness or irritation
Increased frequency of nocturnal voiding
High Adherence
Treatment initiated at younger age
Education about risks of untreated OSA
Education about potential benefits of
CPAP treatment
Early evaluation of CPAP adherence and
potential problems
Individualized interventions to address
barriers to adherence
Sleep Med Rev. 2007 April ; 11(2): 99–111
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
SANDOR FERENCZI Diario Clinico - 21 Giugno 1932
Disturbi Respiratori Traumatici permanenti durante il Sonno
Primo caso - 1
Risveglio da sonno profondo con una sensazione di vertigine e mal di testa;
in stato di dormiveglia si nota che il respiro è del tutto sospeso durante dieci
secondi o più e che è assente anche l’impulso a respirare: Un improvviso
senso di angoscia provoca l’inspirazione, ma non appena si ristabilisce la
sonnolenza, la respirazione si arresta.
Se l’affaticamento aumenta, riesce a subentrare uno stato di sonno più
lungo, ma al risveglio da questo sonno si osserva una situazione analoga a
quella conseguente a un grave, pericoloso e prolungato soffocamento.
…. Osservatori attenti affermano che il paziente digrigna i denti quasi ininterrottamente, che
russa rumorosamente quando il sonno si fa più profondo: il disturbo respiratorio del tipo di
Cheyne scompare con l’improvviso risveglio. A volte esso degenera in accessi convulsivi che
evidenziano una analogia con la crisi epilettoide.
Tuttavia la stessa sequenza di sintomi si manifesta nel corso di quasi tutte le sedute analitiche
in cui il rilassamento raggiunge una certa profondità.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
SANDOR FERENCZI Diario Clinico - 21 Giugno 1932
Disturbi Respiratori Traumatici permanenti durante il Sonno
Primo caso - 2
Sembra che il paziente presenti in realtà una persistente
tendenza a sprofondare in un’agonia da soffocamento che
prosegue durante l’intera giornata ……
Una parte dell’attenzione conscia provvede a non lasciare
troppo a lungo sospesa l’attività respiratoria. Non appena
questa attenzione, a causa dell’affaticamento o del sonno,
diminiusce o cessa del tutto, si ristabilisce il disturbo
respiratorio.
Nel corso del trattamento analitico da me raccomandato, questo tipo di disturbo respiratorio
sopraggiungeva anche nello stato di dormiveglia. Se al momento dell’improvviso risveglio,
sollecitavo il paziente a comunicarmi i frammenti di fantasmi onirici (… sogni di angoscia e di
rabbia … ) cui altrimenti non prestava attenzione e se, riguardo a questi frammenti da una
parte lo lasciavo associare liberamente e dall’altra lo aiutavo in giusta misura facendogli delle
domande, giungevamo alla ricostruzione di un trauma infantile di natura omosessuale.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NICOLA ZIPPEL – FENOMENOLOGIA E SOGNO
HUSSERL
Concetto di PRESENTIFICAZIONE: indica tutti i momenti della vita mentale che avvengono sì
nel presente, ma riferendosi a qualcosa che non è più … o non può essere presente …
ed è reso presente o presentificato.
Fantasia e coscienza di immagine: … relazione tra queste due peculiari forme della vita di
coscienza, entrambe espressioni intenzionali della presentificazione.
Io sognante – Io sognato
SARTRE
Il concetto di sogno viene introdotto per analogia con lo stato allucinatorio – sogno / allucinazione
(Sartre) … il sogno manca del momento riflessivo della coscienza che caratterizza invece la nostra
relazione al mondo nello stato di veglia.
Esclusione della percezione dal novero delle esperienze oniriche.
HERING
… critica netta al cuore dell’analisi sartriana (fame – freddo).
Il sogno è diverso da un’idea.
FINK
… apre il paragrafo dedicato alla trattazione del sogno con: … questo paragrafo, nel quale il
sogno viene considerato come una presentificazione, non è in grado per il momento di dimostrare
questa tesi. Esso ha quindi solo la funzione di accennare al problema.
Il sogno viene annoverato tra le modalità della fantasia ma distinto da essa.
Mente e Cura – 2011 /1
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
THE INFLUENCE OF SEMANTIC PROPERTIES ON SYNTACTIC
STRUCTURES IN IMPROVISED COMMUNICATION
MARIANNE SMIT - APRIL 29, 2011
Cognitive Artificial Intelligence (CAI) is a multidisciplinary study that focuses on human intelligence from
different perspectives like philosophy, linguistics, computer science and psychology. Language is seen as a
uniquely human property that distinguishes our intelligence from that of animals. Because of this uniquely
human property, the study of language in general (linguistics) is a very important part of the CAI research field
that is connected to all other CAI research parts.
Schematic view of the event ‘a girl covers a box’.
To study the influence of semantics on syntactic structure in the
gesturing task, different types of events need to be considered. Our
intuition is that different events lead to different gesturing orders. To
explain this intuition, we look at the order in which the elements of an
event are sequenced naturally. Take for example the event ‘the girl
covers a box’.
As shown in figure, there is a girl and there is a box (Subject, Object).
The covering connects the girl and the box. Whether the box is covered
or not does not influence its existence, the girl and the box were already
present. Our intuition says that the verb comes after the subject and
the object (Subject – Object – Verb).
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
THE INFLUENCE OF SEMANTIC PROPERTIES ON SYNTACTIC
STRUCTURES IN IMPROVISED COMMUNICATION
MARIANNE SMIT - APRIL 29, 2011
As shown in figure, there is an elephant and the elephant is
dreaming (Subject, Verb).
The snake (Object) only exists in the dream so it depends on
the dreaming. Our intuition says that the snake has to come
after the dreaming (Subject – Verb – Object).
Because of this semantic difference in verbs like ‘cover’ and
‘dream about’ we think that events of the first type, so
called ‘motion events’ are gestured in Subject-Object-Verb
(SOV) order and events of the second type, so called
‘intensional events’ are gestured in Subject-Verb-Object
(SVO) order.
Schematic view of the event ‘an elephant dreams about a snake’.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Sogno e Sleep Apnea
I dati presenti in letteratura sulla relazione tra OSAS e Sogno, si basano
principalmente sulla raccolta anamnestica degli incubi o dei sogni riportati
dai pazienti e sulle relazioni che gli autori tendono a dimostrare tra la
frequenza di incubi o disagi notturni con i principali indici di sofferenza
respiratoria tipici delle manifestazioni apnoiche:
AHI (Apnea Hypopnea Index – numero di episodi di apnea e ipopnea per ora di Sonno)
ODI
(Oxygen Desaturation Index – numero di episodi di desaturazione ossiemoglobinica per ora
di Sonno).
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Sogno e Sleep Apnea
Per quel che riguarda il contenuto onirico, gli incubi sono stati differenziati
dai sogni vividi per le caratteristiche immagini espresse e dalla non
attenuata percezione della realtà esterna. Gli incubi contengono spesso
situazioni di imminente pericolo fisico per l'individuo (ad esempio la
minaccia di un attacco, una caduta, una ferita, la morte), ma possono anche
comportare l'aggressione verso gli altri, potenziali fallimenti personali e
altri temi angoscianti quali il soffocamento.
L'incubo è definito come una inquietante esperienza mentale che si verifica
di solito durante il sonno REM e spesso al risveglio.
L'incubo tipico è una sequenza di sogno coerente, apparentemente reale,
che diventa sempre più inquietante nel suo svolgimento.
Le emozioni negative che caratterizzano gli incubi di solito implicano
ansia, paura o terrore, ma anche rabbia, imbarazzo o disgusto.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
THE RELATION OF EYE MOVEMENTS, BODY MOTILITY, AND EXTERNAL
STIMULI TO DREAM CONTENT
Dement, William; Wolpert, Edward A.
Journal of Experimental Psychology, Vol 55(6), Jun 1958, 543-553.
Incorporazione di stimoli esogeni (suggestioni uditive, luci lampeggianti,
spruzzi d'acqua fredda) nel contenuto dei sogni in fase REM.
Questa constatazione di incorporazione di stimoli somato-sensoriali nel
contenuto dei sogni è stata replicata in diversi altri studi; pazienti con
paralisi del sonno e con sudorazione eccessiva hanno maggiori
probabilità di manifestare questi sintomi.
The amount of observed eye movement was related to the degree of participation of
Ss in the events of the dreams. The last eye movement before awakening
corresponded in direction to the last reported fixation of the dreamer. Certain external
and internal stimuli did not influence the dream content. The course of time in the
dream was comparable to the time elapsing for that activity while awake.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Sogno e Sleep Apnea
I pazienti con OSAS segnalano incubi intensi, al risveglio di eventi apnoici. Esempi
aneddotici raccolti dai racconti dei pazienti includono principalmente:
1. "Sono sepolto sotto la sabbia e lotto con me stesso per arrivare ad una superficie
che non riesco a raggiungere. Mi sveglio senza fiato."
2. "Sono in acque profonde che diventano sempre più scure. Sto trattenendo il respiro
ma non ce la faccio più. Mi sembra di respirare in acqua; cerco di urlare, ma non
c'è nessun suono. Mi sveglio in un bagno di sudore."
3. "Sono stato messo in frigorifero in una bottiglia di vetro chiusa. Diventa sempre più
scura e poi mi sveglio. Ho una paura terribile quando mi sveglio. “
Sono in forte ritardo
Vivo una situazione di terremoto
C’è uno tsunami
Perdo la casa
Provo una sensazione di soffocamento
Qualcuno tenta di strangolarmi
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Article in Press
CLINICAL AND POLYSOMNOGRAPHIC CHARACTERISTICS AND RESPONSE TO
CONTINUOUS POSITIVE AIRWAY PRESSURE THERAPY IN OBSTRUCTIVE SLEEP
APNEA PATIENTS WITH NIGHTMARES
Ahmed S. BaHammam , Sohaila A. Al-Shimemeri, Reda I. Salama, Munir M. Sharif
University Sleep Disorders Center, College of Medicine, King Saud University, Riyadh, Saudi Arabia
Received 2 June 2012; received in revised form 18 July 2012; accepted 23 July 2012. published online 10 September 2012. Corrected Proof
Nightmares in OSA patients are associated with a higher REM-AHI.
CPAP therapy results in a significant improvement in nightmare occurrence.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
As apnea becomes more severe the range of dream emotions decreases.
Nevertheless, for all patients and for males alone we found significantly more negative dream
emotion in the AHI ≥ 15 group than in the AHI < 5 group.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Violent/highly anxious dreams were only seen in patients at baseline. Word count was higher in
patients than in controls. REM density was highest the first CPAP night.
Severe OSAS patients recall dreams in REM sleep as often as controls, but their dreams have an
increased emotional tone and are longer. Despite an increase in REM density, dream recall decreased
the first months of CPAP and recovered 2 years later.
Violent / highly anxious dreams disappeared with treatment. A dream recall decrease with CPAP is
associated with normalization of sleep in OSAS patients.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Patients with higher AHI report a lower
nightmare frequency, indicating that
significant OSA suppresses the cognitive
experience of nightmare recall.
Depressed nightmare recall may occur
secondary to the REMS suppression know to
occur in patients with significant OSA.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Da: Beebe, Gozal
Journal of Sleep Research
2002
Modificato
Dreams ?
Gli effetti dell’OSAS sul sonno,
principalmente la frammentazione,
l’ipossia intermittente e l’ipercapnia,
alterano l’efficacia dei processi di
riparazione/ristoro che si verificano
durante il sonno e disturbano
l'omeostasi funzionale e la vitalità
neuronale e gliale in particolari
regioni del cervello - PFC.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
La disfunzione delle regioni
corticali prefrontali, che si
manifesta nella alterazione
del
multiforme
sistema
cognitivo “esecutivo”, altera
il reclutamento funzionale di
più
abilità
cognitive
primarie, ottenendo in tal
modo
comportamenti
disadattativi diurni.
The study shows that severe OSAH may mimick the symptoms of RBD and
that VPSG is mandatory to establish the diagnosis of RBD, and identify or
exclude other causes of dream-enacting behaviors.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
PSYCHIATRIC DISORDERS
OSA and psychiatric disorders are currently being studied and described. The key features to keep in mind are
the overlap between symptoms such as hypersomnolence, irritability, anxiety, and depression.
One should keep OSA in the differential diagnosis of any patient presenting with a possible mood disorder in
the setting of sleep complaints.
Treatment of OSA may improve outcomes of the psychiatric disorders when both are present. When managing
psychiatric disorders, one should consider the effect of psychotropic medications on OSA.
Benzodiazepines and alcohol act as potent muscle relaxers and well-known precipitants of snoring and OSA.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
DREAMS IN SLEEP APNEA PATIENTS
Gross, M.; Lavie, P.
Dreaming, Vol 4(3), Sep 1994, 195-204
Gross e Lavie, hanno rilevato che i
sogni hanno una più alta possibilità di
essere ricordati dopo le apnee e questi
sogni avevano maggiori probabilità di
avere un contenuto negativo rispetto a
sogni di una popolazione di controllo.
Dreams after apneas were found to be more negative than dreams after healthy sleep.
This suggests that REM-elicited dreams are resistant to powerful internal stimulation.
The stress caused by the apneas exerted only a very global emotional influence on manifest
dreaming
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Sogno e Sleep Apnea
Oltre alla sonnolenza diurna, è ormai noto come un paziente affetto da OSAS possa presentare deficit
cognitivi che comprendono: riduzione della memoria del lavoro svolto e deficit nelle funzioni esecutive
(corteccia frontale).
Il processo cognitivo di incorporazione del sogno nei comportamenti di veglia è stato proposto come una
funzione esecutiva della corteccia frontale. Tuttavia, deficit cognitivi non sono presenti in tutte i soggetti con
OSAS.
I potenziali effetti dell’ OSAS indotti da deficit cognitivo non spiegano perché un peggioramento dell’ OSAS
stessa dovrebbe incidere sensibilmente sul ricordo di incubi, contrariamente a quanto avviene con i sogni.
Da queste diverse esperienze emergono due considerazioni interessanti e diametralmente opposte che
possono essere così riassunte:
a)
b)
Studi in pazienti con OSAS grave riferiscono una maggiore frequenza di incubi,
suggerendo che l'esperienza dell’ apnea nel sonno induca l’incubo stesso.
Altri studi in pazienti con OSAS grave descrivono una minore frequenza di incubi,
indicando quindi come l’ OSAS sopprima l'esperienza cosciente ed il ricordo di un incubo
nella maggior parte dei pazienti.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
Sogno e Sleep Apnea
CONCLUSIONI
La fase REM è la più sensibile agli eventi patologici della respirazione; una più
attenta considerazione della quantità di sonno profondo /REM nei soggetti con OSAS
consentirebbe di studiare finalmente, con approccio prospettico e non solo
retrospettivo, il ricordo di sogni o incubi in relazione al possibile aumento di REM /
sonno profondo realizzabile con la terapia, sia essa chirugica o ventilatoria.
NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO
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