Una domanda estremamente complessa! E al tempo stesso un po' semplicistica: è ben vero che alla base del funzionamento del corpo e della mente umana ci sono reazioni chimiche, ma si tratta di un sistema estremamente complesso di più meccanismi integrati tra loro. Insomma, non funzioniamo esattamente come se avessimo un interruttore per accenderci o spegnerci...

Tra l'altro, non è ancora ben chiaro un aspetto fondamentale del problema: ovvero perché dormiamo - e sogniamo; ad esempio, una teoria afferma che l'uomo ha un bisogno vitale di dormire per problemi energetici: dormono infatti maggiormente quelle specie che hanno accentuate difficoltà a far fronte al loro bisogno energetico dello stato di veglia. Secondo altri, il fatto che i nostri progenitori si nascondevano probabilmente durante la notte per proteggersi dai predatori ha causato una coazione al sonno notturno.

Quello che è certo, è che il dormire è una funzione vitale per l'uomo e che, in circostanze normali, quello legato al sonno è uno dei numerosi orologi circadiani - vale a dire, quei ritmi scanditi dall'alternarsi del dì e della notte.

Come facciamo allora ad addormentarci? Sembra che i ritmi circadiani siano regolati dal nucleo soprachiasmatico, una piccola regione del cervello che fa parte dell'ipotalamo. In corrispondenza della variazione di luce, segnalata dal nervo ottico, si ha la prosuzione di alcuni ormoni che, assieme ad altri segnali, danno il via al processo di addormentamento. Gli altri segnali possono essere, secondo alcune teorie, dovuti ad un accumulo di sostanze chimiche di vario genere nelle cellule cerebrali, sostanze che verranno poi smaltite nel sonno.

Comunque sia, questi segnali dall'ipotalamo raggiungono sia la zona del cervello che presiede allo stato di veglia (vale a dire, al flusso di informazioni con l'esterno dell'organismo), sia il vicino talamo, che invece regola le funzioni vitali più primitive del cervello (la respirazione, lo stimolo della fame e simili). Si ha quindi un rallentamento dello scambio di informazioni tra la corteccia cerebrale (la parte più recente nell'evoluzione del cervello, che regola le funzioni legate alla coscienza: immaginazione, lunguaggio, eccetera) e i centri della veglia: alla coscienza non arrivano più informazioni sull'esterno dell'organismo, e come conseguenza ci addormentiamo.

Il sonno poi si articola variamente in due fasi ben diverse: la fase REM (Rapid Eye Movement), caratterizzata da un'intensa attività cerebrale, e quella NREM (non REM), che invece mostra un'attività più rallentata: questa distinzione viene fatta sulla base dei differenti tracciati ECG, dai quali si nota una consistente differenza dell'attività cerebrale nelle due fasi. In particolare, l'attività cerebrale nella fase REM assomiglia molto a quella della veglia, ed è proprio nella fase REM che si sogna.

Le sostanze coinvolte nella regolazione del ritmo sonno-veglia sono dei neurotrasmettitori quali la serotonina, l'acetilcolina, la norepinefedrina (o noradrenalina). I neurotrasmettitori sono delle sostanze che, agendo sui neuroni, consentendo, stimolando o rallentando il passaggio di informazioni lungo il tessuto cerebrale. Per quel che riguarda il sonno, si e' visto che nel sonno REM la concentrazione corticale di norepinefedrina e di serotonina e' ai livelli minimi, mentre e' massima nello stato di veglia; la concentrazione di acetilcolina e' invece simile nella veglia e nel sonno REM, calando invece in quello NREM.

In questo schema -semplificato - dell'addormentamento possono poi intervenire vari fattori. Ad esempio, lo stress incrementa la funzione tiroidea e surrenale, causando un'iperstimolazione nervosa che rallenta l'addormentamento. Lo stesso in presenza di alcune carenze alimentari: ad esempio, la serotonina ­ un neurotrasmettitore che inibisce l'attività delle cellule nervose (quindi favorendo il rilassamento e l'addormentamento) ­ viene sintetizzata a partire dal triptofano, uno degli amminoacidi che l'uomo non è in grado di produrre da sè e che deve assumere con la dieta. In presenza di carenze di triptofano, la produzione di serotonina è meno efficiente ed è facile che insorga l'insonnia.