Il sonno è ampiamente considerato come un fenomeno locale ed uso-dipendente. Studi animali indicano come la corteccia visiva primaria (V1) sia caratterizzata da insoliti processi di regolazione omeostatica della frequenza di scarica neuronale, che dovrebbe rispecchiarsi in uno specifico pattern elettroencefalografico (EEG) regionale di sonno. Attualmente, non è disponibile in letteratura un'esaustiva descrizione dell'attività EEG della V1 umana. L'utilizzo di registrazioni Stereo-EEG (SEEG) intracerebrali a scopo clinico in pazienti epilettici offre un'opportunità unica per lo studio del pattern di sonno in V1 nell'uomo.
L'obiettivo del presente studio è quello di valutare le caratteristiche dell'attività EEG spontanea durante il sonno nella corteccia visiva (calcarina) umana, comparandole con quelle di un area corticale caratterizzata da un pattern EEG di sonno ben noto: la corteccia parietale.
Verrà considerata l'attività EEG nella corteccia calcarina e parietale durante una notte di sonno precedentemente registrata tramite elettrodi intracerebrali in 7 pazienti affetti da epilessia focale farmacoresistente, sottoposti ad esame pre-chirurgico dell'EEG. Anche l'attività EEG della veglia pre-sonno verrà presa in considerazione. Saranno analizzate diverse caratteristiche delle potenze spettrali EEG (time-course, differenze veglia vs. NREM vs. REM), e verrà effettuata una rilevazione automatica dei fusi del sonno. Per valutare indirettamente i meccanismi di regolazione omeostatica verranno considerati la ratio 1° vs. 2° metà della notte in NREM nel range di frequenza delta (0.5-4 Hz) ed il rise rate dell'attività delta durante il primo ciclo di sonno NREM.
Ci aspettiamo che la corteccia parietale mostri i pattern classicamente descritti di attività EEG durante una normale notte di sonno, mentre la corteccia calcarina dovrebbe esibire uno specifico pattern elettrofisiologico locale, coerente con le caratteristiche di regolazione omeostatica individuate negli animali.
La totale assenza in letteratura di una descrizione dell'attività EEG spontanea della corteccia calcarina umana durante il sonno e la possibilità di utilizzare registrazioni intracerebrali rendono il presente progetto estremamente innovativo. Tale lavoro permetterebbe una prima esplorazione del pattern di sonno in un'area cerebrale mai indagata in precedenza nell'umano, e nella quale gli studi animali suggeriscono l'esistenza di specifici meccanismi di regolazione omeostatica apparentemente in contrapposizione con quelli osservati in altre aree corticali, verosimilmente legati a specificità nell'EEG. Se l'ipotesi dell'esistenza di un peculiare pattern EEG di sonno in V1 verrà confermata, questo studio potrebbe rappresentare uno dei più sostanziali contributi alla visione del sonno come fenomeno locale, mostrando come caratteristiche elettrofisiologiche ritenute tipiche dei diversi stadi del sonno possono essere caratterizzate da una regolazione prettamente regionale. Ciò avrebbe un forte impatto sia in termini di ricerca che a livello clinico, implicando l'assunto secondo cui il significato funzionale delle caratteristiche dell'EEG di sonno (es. relazione con plasticità neurale, processamento cognitivo, disconnessione comportamentale, attività onirica, disturbi del sonno) può essere considerato solo a livello locale. Più nel dettaglio, l'individuazione di uno specifico pattern di regolazione omeostatica della SWA nella corteccia calcarina darebbe supporto, seppur indirettamente, all'ipotesi (basata quasi esclusivamente su studi condotti nell'animale) secondo cui la relazione tra sonno e plasticità neurale non sarebbe univoca e globale, ma mediata da una serie di fattori, tra cui spicca la specificità del circuito cerebrale preso in esame (Frank et al., 2014).