a.a. 2005/2006 Laurea Specialistica in Fisica Corso di Fisica Medica 1 Struttura del sonno

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Flavia Fadda
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1 a.a. 2005/2006 Laurea Specialistica in Fisica Corso di Fisica Medica 1 Struttura del sonno 9/5/2006

2 Macrostruttura Un modello con tre processi principali (ritmi) che regolano i differenti cicli del sonno Omeostatico o Processo S (propensione al sonno per stanchezza) Circadiano o Processo C (ciclo sonno-veglia che non dipende dalle abitudini!) Ultradiano (ciclo REM-NREM)

3 Processo fisico Funzioni matematiche astratte e schematiche, che descrivono la ciclicità del sonno nel tempo Processo S (veglia: carica di un condensatore, sonno: scarica del condensatore) varia tra soglia minima (risveglio fisiologico L m ) e massima (addormentamento fisiologico H m ) Connessione con il ciclo circadiano dato che le soglie sono modulate da un singolo processo C(t) L(t)= L m + C(t) H(t) =H m + C(t)

4 Ciclo REM ON e REM OFF Il ciclo ultradiano è governato da interruttori REM ON, REM OFF Il sonno REM parte se ho una certa soglia si SWA (slow wave activity) ed è presente un interruttore REM ON IL REM ON ed il REM OFF competono inibendosi l un l altro (modello preda-predatore) d Re m dt d Re m dt ON OFF ( t) ( t) = a Re m = c Re m ON OFF ( t) b Re m ( t) + d ON Re m ( t) Re m ON OFF ( t) Re m OFF ( t) ( t)

5 Ciclo macroscopico

6 Studio polisonnografico

7 Bande di frequenza Le bande di frequenza(sonno NREM): Delta: [ Hz] Theta: [ Hz] Alpha: [ Hz] Che si susseguono i stadi 1-4 ovvero non-rem (NREM) sonno è tanto più profondo minore è la risposta a stimoli esterni quanto più si trovano nell EEG onde LENTE: SlowWaveActivity (SWA) Sigma ( Hz) Beta (16-32 Hz)

8 Veglia e addormentamento S1 (3-12 ): onde-alpha (veglia fisiologica) ondetheta

9 Sonno S2 S2 (10-20 ): fusi (spindles) e complessi K ondetheta rallentamento del tracciato

10 Sonno S4 S4: ( ): onde-delta >50% per epoca

11 Fase REM durata in 4-5 episodi: movimenti oculari rapidi

12 Slow wave activity grandezza fisica più significativa base dopo deprivazione di sonno

13 Episodi REM Il ciclo ultradiano determina, il trigger per gli stati di REM e di NREM è guidata dall omeostatico che rende gli eventi di REM sempre più durevoli perchè la soglia viene allungata

14 Media sonno Slow Wave Activity mediata su 9 soggetti sani durante 8 ore di sonno

15 Modello sonno Episodi REM ottenuti dall interazione tra S e il Rem ON che modulano le singole frequenze

16 NREM: S1(3-12 ): addormentamento onde-alpha (veglia fisiologica) onde-theta > 50% per epoca S2(10-20 ): fusi (spindles) e complessi K prevalenza di onde-theta rallentamento del tracciato S3( 10 ): sonno sincrono o ad onde lente (slow-wave-sleep, SWS) prevalenza onde-delta 20-50% per epoca. Compaiono fusi e compessi-k S4: ( ) onde-delta >50% per epoca. Nottambulismo, incubi, sleeptalking.

17 REM durata in 4-5 episodi EEG simile ad S1:intensa desincronizzazione Movimenti oculari rapidi a gruppi e isolati Compaiono aritmie cardiache e modificazioni respiratorie con apnee anche di La durata del sonno REM e massima nel neonato e si riduce progressivamente con l età

18 Stadio 1 Addormentamento EEG basso voltaggio alpha lento, basso theta movimenti oculari pendolari lenti riduzione segnale muscolare

19 Stadio 2 1. aumenta voltaggio, frequenza diminuisce predominano le onde theta, compaiono i delta fusi e i complessi K 2. assenza movimenti oculari 3. riduzione segnale muscolare

20 Fusi e complessi K fusi del sonno: Hz, μv complessi K: onde puntute negative con fronte salita rapido, fronte discesa lento

21 Stadio 3 1. onde lente o profonde 20% -50% delta (maggiore ampiezza minore frequenza) 2. assenza movimenti oculari 3. riduzione segnale muscolare

22 Stadio 4 1. EEG > 50% delta lento: maggiore ampiezza minore frequenza (0.5-2 Hz) 2. assenza movimenti oculari 3. riduzione segnale muscolare

23 Stadio REM sonno paradosso EEG basso voltaggio, frequenze miste rapidi movimenti oculari riduzione segnale muscolare

24 Microstruttura Vi è un continuo compromesso tra: conservazione del sonno bisogno di riposo risposta a stimoli perturbanti sopravvivenza individuo (apnee, mioclono, rumori molesti) Prossimo e ultimo passo: quali sono i problemi del sonno!?!?

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