Le sommeil et le cerveau

Nathan Lavinde

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Je suis spécialisé en santé du sommeil chez Matelas-Ideal

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Méthodologie de nos tests

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Le Sommeil de A à Z

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Nous savons tous comment nous nous sentons après une longue journée. Nos muscles sont fatigués, nos jambes lourdes, nos paupières prêtes à se fermer. Bien que le sommeil puisse sembler provenir du corps, le cerveau contrôle chaque aspect du sommeil, de la sensation de somnolence au rêve en passant par le réveil.

Tout organisme vivant, du plus petit au plus grand, a besoin de sommeil. Le sommeil est un processus complexe qui implique des signaux lumineux et sombres, des gènes spécialisés et un éventail de neurotransmetteurs et d’hormones . Nous ne nous endormons pas simplement ; nos cerveaux orchestrent cet état de conscience altérée avec une précision complexe.

Si vous voulez en savoir plus sur comment notre cerveau influence notre sommeil continuer à lire cet article

Où le sommeil commence : le rythme circadien

Le processus du sommeil commence par le rythme circadien , un système d’horloges biologiques situé dans le cerveau et dans tout le corps dans les organes et les tissus musculaires. Chaque horloge se compose de cellules de stimulateur cardiaque spécialisées qui fonctionnent selon un cycle de 24 heures.

L’horloge maîtresse, connue sous le nom de noyau suprachiasmatique (SCN), contient environ 20 000 cellules nerveuses situées dans une section du cerveau appelée hypothalamus. Le SCN fonctionne comme un mécanisme intégré qui garde le temps et régule le sommeil. ( 1 ) Les gènes des cellules du stimulateur cardiaque sont conçus pour contrôler le sommeil et l’éveil à l’aide d’une combinaison de signaux chimiques, d’indices de lumière du jour et d’obscurité et d’autres indicateurs environnementaux tels que le stress et l’heure des repas. ( 2 )

 

Remarque : Le contenu de Matelas-Ideal est censé être de nature informative, mais il ne doit pas remplacer les conseils médicaux et la supervision d’un professionnel qualifié. Si vous pensez souffrir d’un trouble du sommeil ou d’un problème médical, veuillez consulter immédiatement votre fournisseur de soins de santé.

Le saviez vous ?

Cellules nerveuses

Les cellules nerveuses, ou neurones, agissent comme l’unité de communication du système nerveux.

En plus du sommeil, le rythme circadien influence d’autres processus corporels clés, tels que :

  • Métabolisme
  • Rythme cardiaque
  • Température corporelle centrale
  • Pression artérielle
  • Niveaux de certaines hormones

Certaines cellules des nerfs optiques sont chargées d’envoyer des signaux de lumière et d’obscurité au cerveau .

Cela aide à signaler le rythme circadien pour activer les neurotransmetteurs qui nous font nous sentir alertes ou somnolents. Le rythme circadien de chaque individu est façonné par une combinaison d’indices environnementaux, de prédisposition génétique, de libération de produits chimiques dans le corps et de choix de mode de vie tels que les horaires de travail et de voyage

Le rôle de l'adénosine

L’adénosine se trouve dans chaque cellule du corps et a de nombreuses fonctions importantes, notamment l’expansion des vaisseaux sanguins et la régulation du rythme cardiaque. L’adénosine est un sous-produit de la dégradation d’une molécule apparentée appelée ATP, qui stocke et transporte l’énergie dans les cellules. ( 3 )

Au cours d’une journée, à mesure que l’ATP libère de l’énergie, les niveaux d’adénosine s’accumulent dans les parties du cerveau associées à la sensation d’alerte. Cela conduit à l’éventuelle « extinction » des neurotransmetteurs responsables de l’éveil et à une augmentation de l’endormissement.

La mélatonine, une hormone favorisant le sommeil, peut également aider à augmenter les niveaux d’adénosine. Ces hormones et neurotransmetteurs agissent de concert avec le rythme circadien et les signaux clair-obscur pour réduire la vigilance et provoquer une sensation de somnolence. ( 4 )

Le sommeil diminue rapidement les niveaux d’adénosine, entraînant une augmentation progressive de la vigilance à mesure que le matin approche et que les signaux lumineux atteignent le cerveau .

Le saviez vous ?

Pourquoi la caféine nous rend-elle plus éveillés ?

La caféine s’intègre aux récepteurs de l’adénosine du corps, bloquant ses effets favorisant le sommeil et augmentant le sentiment de vigilance.
 
 

Orexin : le commutateur de sommeil du cerveau

L’orexine est un neuropeptide, un type de molécule que les neurones utilisent pour communiquer.

Également appelée hypocrétine, l’orexine est produite par l’hypothalamus et aide à réguler l’appétit, l’excitation et l’éveil.

L’éveil fait référence à l’état d’éveil et de conscience, avec des organes sensoriels capables de percevoir une stimulation externe. Pour déterminer si un organisme doit être endormi ou éveillé, le système d’orexine utilise des informations provenant du métabolisme et du rythme circadien, ainsi que de l’influence de la dette de sommeil.

Orexin favorise l’état d’éveil en activant des substances chimiques cérébrales ayant une influence significative sur l’éveil, telles que la dopamine et l’histamine.

La perte de molécules d’orexine semble être en jeu dans la narcolepsie, qui a récemment été identifiée comme une maladie auto-immune.

Le corps confond les molécules d’orexine avec un intrus et les attaque, un processus destructeur qui commence généralement dans l’enfance ou l’adolescence après une maladie virale.

Comment le sommeil affecte le cerveau

Même pendant les phases les plus profondes du sommeil lent, le cerveau ne s’arrête pas et ne se met pas en sommeil. Bien que des sections du cerveau se reposent à divers moments pendant le sommeil, le cerveau est actif pendant les quatre phases du sommeil . 

Certaines des activités nocturnes du cerveau incluent le nettoyage, le traitement des émotions et la consolidation des souvenirs .

Entretien ménager

Au cours de la troisième étape du sommeil connue sous le nom de N3, les cellules de la substance blanche appelées cellules gliales se dilatent et se contractent, permettant au liquide céphalo-rachidien de pénétrer dans les canaux du cerveau.

Ce liquide élimine les protéines toxiques et autres déchets métaboliques, y compris les substances associées à la démence telles que l’amyloïde et la protéine tau. ( 5 )

Connues comme la « colle » du système nerveux, les cellules gliales sont plus nombreuses que tous les autres types de cellules dans le cerveau.

Un sommeil suffisant peut aider à réduire le risque de maladies neurodégénératives en donnant aux cellules gliales suffisamment de temps pour éliminer les débris qui s’accumulent pendant les heures d’éveil.

 Le manque chronique de sommeil pourrait permettre à ces débris de s’accumuler et de se coller, augmentant le risque de maladies cérébrales incurables telles que la maladie d’Alzheimer. ( 6 )

Des recherches récentes montrent que ce type de ménage cérébral peut se poursuivre en l’absence de sommeil suffisant, mais est plus susceptible de mal fonctionner.

Dans des études sur des souris privées de sommeil, le processus de nettoyage du cerveau ne s’est pas arrêté, mais a balayé des parties de tissu nerveux vivant au lieu de toxines et d’autres débris nocifs. ( 7 )

Le processus d’élimination des débris dans le cerveau et le corps est connu sous le nom de phagocytose.

Au cours de la phagocytose, une cellule utilise sa membrane plasmique pour entourer une particule et la murer dans une minuscule poche appelée vacuole.

La phagocytose est saine lorsque les cellules consomment et détruisent des substances nocives telles que des bactéries, mais lorsque la phagocytose a des ratés en raison de la perte de sommeil et consomme des cellules nerveuses essentielles, elle peut être décrite comme le cerveau se mangeant lui-même.

Bien que les études sur le cerveau de souris n’aient pas été reproduites chez l’homme, la privation de sommeil dans la population humaine est connue pour provoquer une accumulation excessive des mêmes protéines toxiques associées à la démence.

 

La petite définition du jour

Phagocytose

Engloutissement d’un agent pathogène ou d’une particule de débris cellulaires par une autre cellule. La phagocytose est l’une des fonctions essentielles du système immunitaire.

Traitement des émotions

Des recherches récentes démontrent que le sommeil aide le cerveau à traiter, réguler et mémoriser les émotions et les expériences émotionnelles.

 La perte de sommeil nuit aux performances des tests de mémoire et augmente l’activation de l’amygdale, la zone du cerveau associée aux émotions primitives telles que la peur et d’autres réponses de défense. ( 8 )

les emotions

 

D’autres études montrent que le cerveau réagit plus négativement à tous les stimuli lorsqu’il est privé de sommeil, ce qui augmente les sentiments de tristesse, de dépression et d’irritabilité.

Le sommeil semble avoir un impact significatif sur la réactivité émotionnelle ainsi que sur la capacité de contrôler les réponses émotionnelles. La perte de sommeil peut également provoquer des pensées négatives répétitives, ce qui rend plus difficile pour ceux qui manquent de sommeil de passer à un état d’esprit positif. ( 9 )

L’imagerie IRM des volontaires montre qu’un sommeil adéquat aide à diminuer les réponses émotionnelles et les souvenirs associés aux images perturbatrices.

Les sujets de l’étude qui dormaient entre les séances de visionnage présentaient moins de stress émotionnel sur l’imagerie, tandis que ceux qui ne dormaient pas présentaient des niveaux d’activité plus élevés dans les zones du cerveau sensibles au stress. ( 10 )

Le sommeil peut aider au traitement des émotions en raison de l’absence du neurotransmetteur noradrénaline dans le cerveau pendant  le sommeil paradoxal .

 Pendant le sommeil paradoxal, des rêves intenses se produisent et la norépinéphrine est à son point le plus bas dans le cycle veille-sommeil de 24 heures. La norépinéphrine est associée au stress et à la réactivité émotionnelle, et à des niveaux élevés, elle peut indiquer un trouble de l’humeur tel que la dépression ou le trouble de stress post-traumatique.

La petite définition du jour

Qu’est-ce que la norépinéphrine ?

La norépinéphrine est un neurotransmetteur qui augmente la vigilance, prépare le cerveau et le corps à l’action et focalise l’attention. Il augmente également les sentiments d’agitation et d’anxiété.
 
 

Consolidation de la mémoire

Le sommeil semble jouer un rôle déterminant dans l’apprentissage et la consolidation de la mémoire ainsi que dans le traitement des émotions. ( 11 )

Pendant les heures d’éveil, l’activation simultanée de plusieurs neurones amène le cerveau à prêter attention à certaines personnes, événements ou stimuli.

Une voiture qui passe n’excitera pas les neurones, alors que tomber sur un vieil ami le fera. Ces expériences de réveil notables rejoignent la file d’attente pour la consolidation de la mémoire pendant le sommeil.

Pendant le sommeil , dans un environnement sans stimuli concurrents ni conscience de veille, le cerveau sélectionne certaines expériences et les stabilise, les verrouillant dans la mémoire. ( 12 )

Des études montrent que l’activité cérébrale pendant le sommeil paradoxal augmente considérablement après de nouvelles expériences ou celles qui nécessitent la mémorisation ou la compréhension de concepts complexes. ( 13 )

Le rôle du sommeil paradoxal dans le traitement et la consolidation de la mémoire a été controversé pendant des décennies. Il a été théorisé autrefois que le seul rôle du sommeil paradoxal dans la consolidation de la mémoire était de fournir un environnement inconscient qui empêchait les expériences nocturnes d’écraser celles qui se produisaient pendant l’éveil. ( 14 )

Les scientifiques du sommeil savent maintenant que les conditions neurochimiques du cerveau pendant le sommeil sont importantes pour le traitement des souvenirs.

Une partie de la fonction du sommeil dans son ensemble semble être la consolidation des souvenirs, ainsi que la sélection d’aspects importants des expériences à stocker pour un rappel ultérieur.

Dernier mot de Matelas-Ideal

Le cerveau est le moteur du sommeil. De l’horloge maîtresse du rythme circadien à la libération programmée des neurotransmetteurs, le sommeil est une interaction complexe de facteurs génétiques et environnementaux.

Le sommeil est essentiel à tous les êtres vivants, des mouches des fruits aux baleines.

 Bien que le sommeil soit individuel, le processus est universel. Le sommeil protège et régénère le corps, et nous permet de traiter les émotions et les souvenirs qui font de nous des humains.

Les références

  1. Welsh DK, Takahashi JS, Kay SA., Nucleus suprachiasmatique: autonomie cellulaire et propriétés du réseau, Revue annuelle de physiologie , 2010
  2. Ethan Buhr   Russell N Van Gelder, The Making of the Master Clock, Insight , 20 août 2014
  3. KA  Jacobson, Adénosine, Encyclopédie des neurosciences , 2009
  4. Vacas MI, Sarmiento MI, Pereyra EN, Cardinali DP., Effect of adenosine on melatonin and norepinephrine release in rat pineal explants, Acta physiologica et pharmacologica latinoamericana : organo de la Asociación Latinoamericana de Ciencias Fisiológicas y de la Asociacación Latinoamericana de Farm, 1989
  5. Frank MG., Le rôle de la glie dans la régulation et la fonction du sommeil, Manuel de pharmacologie expérimentale , 28 janvier 2018
  6. Dzamba D, Harantova L, Butenko O, Anderova M., Cellules gliales – Les éléments clés de la maladie d’Alzheimer, Recherche actuelle sur la maladie d’Alzheimer , 2016
  7. Michele Bellesi, La perte de sommeil favorise la phagocytose astrocytaire et l’activation microgliale dans le cortex cérébral de la souris, The Journal of Neuroscience , My 24, 2017
  8. Tempesta D, Socci V, De Gennaro L, Ferrara M., Sommeil et traitement émotionnel, Sleep Medicine Reviews , 22 décembre 2017
  9. Jacob A Nota, La perturbation du sommeil est liée à la difficulté à détourner l’attention des images émotionnelles négatives chez les personnes présentant une pensée négative répétitive transdiagnostique élevée, Journal of Behavior Therapy and Experimental Psychiatry, mars 2018
  10. Walker MP, van der Helm E., thérapie de nuit ? Le rôle du sommeil dans le traitement émotionnel du cerveau, Bulletin psychologique , septembre 2009
  11. Philippe  Peigneux, Les mémoires spatiales sont –  elles renforcées dans l’hippocampe humain lors du sommeil à ondes lentes ? Neurone , 28 octobre 2004
  12. Boyce R, Williams S, Adamantidis A., sommeil paradoxal et mémoire, Opinion actuelle en neurobiologie , juin 2017
  13. Adrien Peyrache, Replay de patterns neuronaux liés à l’apprentissage de règles dans le cortex préfrontal pendant le sommeil, Nature Neuroscience , 2009
  14. Rasch B, Born J., À propos du rôle du sommeil dans la mémoire, Revues physiologiques , avril 2013

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