Differenze fenomenologiche della coscienza tra gli stati di sonno e la veglia

Oltre al comportamento, alle basi neurali e ai tracciati EEG, il sonno e la veglia si distinguono anche per una differente dimensione fenomenologica della coscienza. Secondo un recente lavoro di Christof Koch, Marcello Massimini, Melanie Boly e Giulio Tononi (2016), essere coscienti significa vivere un’esperienza soggettiva del “come è” vedere un’immagine, ascoltare un suono, pensare un pensiero o sentire un’emozione. Sebbene le nostre esperienze di veglia di solito si riferiscano al mondo esterno, siamo coscienti anche quando sogniamo. La coscienza svanisce solo durante il sonno senza sogni o in seguito ad anestesia. Secondo tale definizione quindi la coscienza è presente negli stati di veglia e sonno REM, ma non nel sonno NREM.

Una riduzione di coscienza nel sonno NREM sembra essere associata ad una minor capacità in regioni neuronali di interagire tra di loro (Boly et al., 2012; Spoormaker et al., 2011; Tagliazucchi et al., 2013). Studi che hanno impiegato la stimolazione magnetica transcranica (TMS), una metodica che consente di applicare correnti magnetiche sullo scalpo inducendo una modulazione dell’eccitazione neuronale sottostante (Oldham, 2017), e registrazioni EEG, hanno dimostrato come un singolo impulso magnetico applicato in soggetti in stato di veglia o in stati di sonno REM, sia in grado di innescare una complessa catena di interazioni causali che si propagano attraverso una rete distribuita di aree corticali. Lo stesso paradigma sperimentale, attuato in individui in uno stato di sonno in fase NREM, ha mostrato una risposta neurale che rimane localizzata nelle regioni stimolate e non si propaga ad aree adiacenti (Huber et al., 2007; Massimini et al., 2007). Queste evidenze EEG sono state osservate anche in altri stati con perdita di coscienza, come nell’anestesia e in stati vegetativi (Casali et al., 2013; Rosanova et al., 2012). La riduzione di connettività tra regioni cerebrali che si verifica durante il sonno NREM, in seguito ad anestesia ed in stati vegetativi, è stata associata alla presenza di Sleep Slow Oscillation (SWA), ovvero onde lente.

Le SWA sono caratterizzate da un’oscillazione del potenziale di membrana neuronale tra due stati: un primo stato detto “stato up” (noto nella letteratura scientifica come up-state) nel quale i neuroni risultano essere depolarizzati, ed un secondo stato detto “stato off” (noto nella letteratura scientifica come down-state) in cui si osserva una iperpolarizzazione (–80 mV) (Siclari & Tononi, 2017; Steriade et al., 1993). A questo punto è però necessario sottolineare che il sonno ad onde lente è caratterizzato da regioni cerebrali caratterizzate da SWA, tuttavia questo fenomeno può essere osservato anche in veglia mentre i soggetti sono coscienti. Più precisamente, in stati di veglia si osservano regioni cerebrali localizzate che possono essere caratterizzate da SWA. Questo non comporta comunque la perdita di coscienza, bensì la presenza di maggiori fallimenti in compiti di prestazione.