Ontogenesi del sonno umano • L’età è uno dei più importanti determinanti del sonno. • Due variabili: – Andamento evolutivo del ciclo veglia/sonno – Andamento evolutivo del ciclo NREM/REM • Quasi tutto il sonno in utero potrebbe essere REM Ontogenesi del sonno umano • I neonati hanno una media di 16 ore di sonno al giorno (range=11-21 h) • Anche i neonati suddividono il loro sonno in qualcosa di analogo al REM e NREM • Il sonno REM è prevalentemente caratterizzato da attività muscolari (REMs, twitches, espressioni facciali) Ontogenesi del sonno umano • Il sonno NREM è più quieto, la respirazione è più lenta e regolare, e la muscolatura più rilassata • Anche i bambini presentano cicli REM e NREM • Ogni ciclo di sonno dura, in media, circa 1 ora e, a differenza dell’adulto, inizia con il sonno REM Ontogenesi del sonno umano • I genitori influenzano fortemente le caratteristiche del sonno del bambino sviluppando metodi e periodicità per la veglia, l’alimentazione e il sonno. Wake / Sleep Pattern Development Development of the wake / sleep pattern in a human infant Age Related Changes in DaySleep and Night-Sleep Age Sleep/hr REM/hrs (%) NREM/hrs (%) Naissance 16 8.0 (50) 8.0 (50) 8 mois 13 4.3 (33) 8.7 (67) EEG DA 2 a 12 Mesi • maggiore differenziazione del periodo di veglia da quello di sonno • in sonno quieto (SWS), aumenta l ’ampiezza delle onde delta e la frequenza raggiunge anche 0.5 Hz (passaggio da un ’attività corticale unilaterale a una bilaterale) • fusi del sonno (12-14 Hz) di maggiore durata dell ’adulto compaiono tra i 2 e i 6 mesi • maturazione del sonno attivo (REM) : la quantità di attività muscolare diminuisce con il progredire dell ’età RAPP ORTI TRA EEG E SVILUPPO CEREBRAL E • la maggiore quantità di sonno REM è probab ilmente spiegabile nei termini maggiore precocità (nella maturazione) dei neuroni implicati nel controllo di questa fase del sonno • la riduzione dell ’attività muscolare corporea in sonno REM (attivo) è dovuta alla maturazione del sistema inibitorio muscolare, proprio del sonno REM • l neuroni corticali svil uppano massive interconnessioni verso i 3 mesi di vita ==> l ’aumento di ampiezza delle frequenze lente si manifesta proprio dopo questa fase • le connessioni cortico-talamiche maturano completamente nei primi mesi ==> necessarie per la comparsa dei fusi del sonno • In veglia = depolarizz azione • In sonno quieto = iperpolarizzaz ione ==> neuroni corticotalamici Sleep architecture over the lifespan In the elderly... ♦ Sleep and alertness complaints are more frequent ♦ Waketimes and bedtimes are earlier ♦ Nighttime sleep episodes are shorter ♦ Daytime sleep episodes are more frequent ♦ Sleep is shallower (less slow-wave sleep, more stage 1 sleep) ♦ Sleep is more fragmented (more wakefulness during the sleep episode) Sleep parameters (means and sd) for the young men (YM), the old men (OM) and the old women (OW) groups YM OM (n=13) (n=17) Total sleep (min) 409.8 (49.0) 333.0 (66.9) Sleep latency (min) 15.0 (11.5) 20.1 (11.8) Sleep efficiency (%) 93.2 (7.1) 78.9 (11.4) Stage 1 (%) 3.5 (2.1) 8.9 (4.8) Stage 2 (%) 54.8 (6.8) 70.5 (7.3) Delta (%) 15.8 (7.2) 1.2 (1.7) REM (%) 25.9 (4.3) 19.5 (7.2) REM latency (min) 65.9 (23.9) 58.9 (35.0) OW (n=26) 365.3 (56.1) 20.0 (13.6) 83.1 (9.1) 7.7 (9.4) 68.5 (12.5) 4.6 (6.1) 19.2 (6.1) 54.5 (29.3) ANOVA p<0.003 n.s. p<0.001 p<0.01 p<0.001 p<0.001 p<0.006 n.s. 13-15 anni Veglia intra-sonno Stadio 1 1.16% 3.79% 41-46 anni 6.51% 6.23% Stadio 2 26.97% Stadio 2 Stadio 3 22.89% Stadio 3 Veglia intra-sonno Stadio 1 Stadio 4 REM Stadio 4 REM 43.93% 8.36% 2.91% 18.10% 53.11% 6.05% 60-69 anni Veglia intra-sonno 10.61% Stadio 1 22.18% Stadio 2 Stadio 4 12.59% 1.19% 53.44% REM Number of Minutes of Wakefulness during Sleep 30 25 20 15 10 5 Twenties Thirties Forties Number of Minutes of Deep Sleep 70 60 50 40 30 20 10 Twenties Thirties Forties Understand the mechanisms underlying age-related modifications of the sleepwake cycle Regulation of the sleep-wake cycle: Two-process model Process S (homeostatic) Sleep intensity (SWS,SWA) ⇑ with the number of hours of wakefulness ⇓ with the number of hours of sleep Process C (circadian) Signal from the circadian pacemaker (SCN, mélatonin, temperature) Deterioration of the sleep-wake cycle with advancing age: what is wrong? ♦ Phase advance of the output signal from the circadian system? ♦ Difference in the phase angle between sleep and the circadian signal? ♦ Reduction of the output signal from the circadian system? ♦ Sensitivity to an altered phase relationship between the output signal from the circadian pacemaker and the sleep-wake cycle? ♦ Rigidity of the circadian system, reduced ability to phase shift? ♦ Modification of the homeostatic process?