Le sommeil

Ce thème a quelque chose d’inhabituel. J’ai pu le mesurer lorsque j’en ai parlé avec certain d’entre vous. Interpellé, l’un d’entre vous m’a fait remarquer à juste titre que l’on socialise peu durant notre sommeil.

Alors je dois vous avouer avoir été fasciné par plusieurs exposés entendus sur ce sujet. D’une part car ils avaient réveillé en moi l’attrait pour la démarche scientifique, et notamment expérimentale (éléments dont j’ai pour la plus grande partie expurgé la planche pour des raisons de temps), d’autre part pour les liens que j’ai pu identifier entre les mécanismes en jeu, leurs effets phénoménologiques et leur conséquences sociales et sociétales.

Je ne me pencherai que peu sur les rêves et donc sur la dimension psychologique / psychanalytique qui peut découler de notre sommeil.

J’espère que vous partagerez mon enthousiasme pour le sujet, mais avec suffisamment de modération, pour ne pas tomber dans le sommeil, ou pire encore se mettre en sommeil.

La nuit enfanta Hypnos le sommeil, et les Oneiroi, les songes, frères jumeaux de thanatos, dieu de la mort, le sommeil dont on ne revient pas.
Hypnos est le dieu qui nous emporte et nous ramène, transformes, prêts à reprendre notre voyage à travers la lumière des jours, plus riche de ces transformations obscures qui se produisent en nous durant notre sommeil

Les Oneiroi, dont dérive le mot onirique, les rêves, les songes et qui nous paraîtront si étranges à notre réveil.
Et la nuit engendra aussi Morphée, qui précède et rend possible la venue d’hypnos. Morphée qui nous permet de nous endormir, en prenant la forme des êtres et objets qui nous rassurent.

Nuit après nuit, la nuit appelle le jour, et le sommeil appelle le réveil. Mais avant, il y a ce besoin de se retirer du monde, quand nos yeux commencent à se fermer. Ce besoin quotidien de nous couper du monde, de nous absenter à nous même, nuit après nuit et de laisser émerger en nous les hallucinations de nos rêves. Et ce besoin croissant de dormir quand nous veillons, de compenser la privation de sommeil par un rebond de sommeil, par un sommeil compensateur, réparateur.

Nous passons près d’un tiers de notre vie à dormir, et ce besoin est partagé par l’ensemble du monde animal.

De la nature du sommeil : Un état partagé avec la plupart du monde animal

Nous ressentons ce besoin quotidien de nous retirer du monde, de plonger dans cet état de récupération et de vulnérabilité, partagé avec bon nombre d’êtres vivants.
Si nous dormons peu durant plusieurs jours, notre vigilance diminue, notre vigilance et notre capacité à prendre des décisions réfléchies se dégradent, la capacité à convoquer des souvenirs s’altère, nous tombons de plus en plus souvent dans des périodes de demi sommeil, le risque d’accidents augmente. Si le manque de sommeil devient chronique, on observe une augmentation du risque de maladies.

Ces effets négatifs de la privation de sommeil sont conservés dans les espèces animales.

Chez presque tous les animaux, les nouveaux nés dorment plus longtemps que les adultes et les adultes jeunes plus longtemps que les individus âgés.

Chez les mammifères marins : l’animal ne dort que d’un œil. Ou plus précisément d’une moitié de cerveau, puis l’autre, mais jamais des deux en même temps. Son sommeil concerne l’un des hémisphères cérébraux pendant que l’autre est éveillé. Chaque hémisphère dort ainsi durant environ 4h, puis s’éveille, avant que l’autre ne s’endorme à son tour, puis cerveau entièrement éveillé durant les 16h qui restent dans la journée.

Différence des mammifères en train de dormir, les mammifères marins ne sont pas immobiles durant leur demi sommeil : ils continuent à nager, en bougeant leurs nageoires et évitant les obstacles. Etat de demi sommeil permet de remonter régulièrement à la surface pour respirer, suivre les autres membres du groupe durant les déplacements, détecter la présence de prédateurs.

A la différence toujours des mammifères terrestres, les nouveaux nés et leurs mère ne semblent pas dormir du tout durant le premier mois qui suit la naissance.

Certains mammifères, comme les otaries, vivent une partie de l’année sur terre, une partie dans la mer. Durant leur période de vie sur terre, leur sommeil est identique à celui des mammifères terrestres. Tandis que durant leur période aquatique, elles adoptent le demi sommeil de leurs cousins mammifères marins.

Les oiseaux de nombreuses espèces, dont de nombreux oiseaux migrateurs, plongent dans ces demi-sommeils pendant qu’ils accomplissent leur long périple. Certains oiseaux adoptent également ce demi-sommeil hors des périodes de migration lorsqu’il sont exposés à la menace de prédateurs. C’est par exemple le cas des canards cols verts qui dorment en groupe. Les canards qui dorment en bordure du groupe, plus exposés aux attaques que ceux qui dorment au centre, ont une durée de demi-sommeil cérébral avec un œil ouvert 2,5 fois plus importante que ceux du centre L’œil qui restait ouvert est celui qui regarde vers l’extérieur du groupe. Ils surveillaient les alentours. Confrontés à la simulation d’une attaque. Les canards qui étaient en demi-sommeil avec un œil ouvert ont initié un comportement de fuite mois de 2/10s de seconde après la projection de l’image.

Jusqu’à quel point ?

Tous les animaux chez qui la capacité et le besoin de dormir a été mise en évidence, des mammifères aux oiseaux, des reptiles et amphibiens, aux poissons aux drosophiles sont des animaux qui possèdent un cerveau. Et c’est le cerveau qui bascule chaque jour d’un état de veille, de conscience, d’attention et d’étude du monde environnant à un état de sommeil, coupé du monde extérieur. Mais est-il indispensable d’avoir un cerveau pour dormir ? Les animaux qui n’ont pas de cerveau n’ont ils aucun besoin de sommeil ?

Des études ont été menées sur les cnidaires (coraux, anémones, méduses, …), qui comprennent un système nerveux composé d’un réseau étendu de nerf, mais pas de système nerveux central (ils n’ont pas de cerveau). Celles-ci suggèrent qu’un animal dépourvu de cerveau peut posséder un cycle de veille et de repos qui a les principales caractéristiques comportementales du sommeil, et que ces animaux peuvent présenter un besoin de sommeil qui se traduit par une période compensatrice de repos lorsque son état de veille a été prolongé au-delà de sa durée habituelle.

S’il n’est pas nécessaire d’avoir un cerveau pour avoir le besoin et la possibilité de dormir, est-il alors nécessaire d’avoir des cellules nerveuses ? Un état semblable pourrait-il exister chez des animaux plus anciens encore que les cnidaire et qui sont dépourvus de cellules nerveuses, comme les éponges? On ne le sait pas encore. Mais cette question interroge la nature même du sommeil. Car si tel était le cas, ce que nous appelons le sommeil, longtemps avant d’avoir été un état alternatif de la conscience, et longtemps avant d’avoir été un état alternatif particulier du système nerveux, le sommeil aurait été avant tout un état alternatif du fonctionnement du corps. Un état de repos, de quiétude, de restauration, de récupération, de reconstruction, qui aurait préservé l’animal pour un temps des sollicitations du monde extérieur. Et lorsque plus tard des sensations, des émotions, des activités mentales, un univers intérieur ont émergé dans le monde animal, le sommeil serait devenu non seulement un état particulier du corps, mais aussi un état particulier de cet univers intérieur que nous appelons esprit.

Influence de la durée de sommeil

Les mouches drosophile font partie des espèces du règne animal avec lesquelles nous partageons le besoin de sommeil. Elles dorment chaque nuit et font une sieste dans la journée. Leur comportement de repos et d’immobilité a toutes les caractéristiques qui définissent le sommeil : Etat d’immobilité quasi complète, absence d’alimentation, diminution de la réponse aux stimulations de l’environnement. Augmentation du seuil de la stimulation nécessaire pour provoquer un réveil, réversibilité de l’état de torpeur en repose à des stimuli importants, ce qui permet de distinguer le sommeil d’un état de coma ou d’anesthésie générale.

Et lorsqu’on prive les mouches de sommeil en les stimulant en fin de journée et en les empêchant de s’endormir, ce retard de sommeil provoque, comme chez nous, un sommeil compensateur, un rebond de sommeil. La mouche dort plus profondément et plus longtemps que d’habitude, et rattrape ainsi son retard de sommeil.

Afin d’étudier les impacts sur ces animaux des chercheurs ont créé 9 000 lignées de mouches qui avaient chacune une modification génétique différente. Et ils ont découvert que les mouches de quelques une de ces lignées dormaient 3 à 4 fois moins longtemps que les mouches non mutées et que les autres mouches mutées. Ils ont nommé ces lignées de drosophiles « mini sleep », mini sommeil.

Lorsqu’on les fait veiller, lorsqu’on les prive de sommeil pendant quelques heures, ces mouches, comme tous les autres auront un surplus de sommeil plus long et plus profond que d’habitude. Mais ce rebond de sommeil est moins long que celui des mouches qui ne portent pas cette mutation.

Les chercheurs ont découvert que le gêne muté dans ces lignées n’était pas impliqué dans le fonctionnement de l’horloge circadienne, l’horloge biologique interne qui bat au long de 24 heures dans chacune des cellules de ces mouches.

Tous les rouages de l’horloge interne sont présents chez ces mouches, et les heures défilent normalement sur le cadran de leur horloge circadienne. Mais ces mouches mutantes mini sommeil dorment 3 à 4 fois moins longtemps que leurs cousines qui ne portent pas ces mutations. Les gênes mutés s’avèrent impliqués dans la production de certaines protéines qui participent à la propagation électrique de l’influx nerveux. Et c’est la propagation de l’influx nerveux dans le cerveau des mouches mini sommeil qui a pour effet de modifier le fonctionnement des circuits nerveux qui contrôle l’induction et la durée de leur sommeil, l’induction de leur éveil et la durée de leur veille.

Chez les mouches qui ne portent pas cette mutation, une privation chronique de sommeil provoque une somnolence croissante, et une altération progressive de leur comportement, de leur mémoire et de leurs capacités cognitives. Mais chez les mouches mutantes mini sommeil, la réduction importante de la quantité quotidienne de sommeil ne semblait pas avoir d’impact sur leur état d’éveil et d’activité durant la journée, sur leur comportement et sur leurs capacités cognitives. Cette mutation génétique semblait donc avoir pour conséquence non seulement de réduire la durée et le besoin de sommeil, mais aussi les effets négatifs d’une durée réduite de sommeil. Ces mouches dorment moins et ont moins besoin de sommeil que les autres.

Mais ce déficit chronique de sommeil qui n’avait pas d’effet visible à court terme avait une conséquence délétère à long terme. Les mouches de la lignée mini sommeil vivent moins longtemps que les mouches « normales ». Est-ce le manque de sommeil, jour après jour qui finit par les user et qui provoquerait un effondrement prématuré de leur corps ? On ne le sait pas avec certitude, mais l’étude indiquait que la durée du sommeil et la durée du sommeil compensateur en cas de veille prolongée, sont contrôlées par certains gênes. Et elle suggère qu’un manque chronique de sommeil au long de la vie, même si elle ne semblait pas avoir de conséquence physique et mentale au jour le jour, pourrait avoir pour conséquence d’abréger, chez la mouche tout au moins, la durée de l’existence, la durée du voyage à travers le temps.

Du sommeil dans les premières périodes de la vie

A la naissance, nous avons un grand besoin de sommeil. Durant les trois premiers mois de notre existence, nous dormons 16 à 18h par jour, durant la nuit et durant la journée. Nous dormons longtemps, mais de façon fragmentée. Longtemps, le bébé ne fait pas ses nuits, et les parents essayent d’endormir l’enfant en le berçant et en chantant des berceuses.

Au bout de quelques semaines, voir de quelques mois, le bébé commence à faire ses nuits et devient capable de dormir plusieurs heures d’affilé. Mais il se réveille plusieurs fois, et son besoin de sommeil demeure important. Jusqu’à l’âge de 3 mois, le bébé a besoin de 16 à 18h par jour, puis de 13 à 15h jusqu’à un an, puis de 12 à 14h par jour jusqu’à 2 ans, puis de 11 à 13h jusqu’à 4 ans, …

Ce besoin important de sommeil durant les premières années de la vie joue un rôle essentiel dans la croissance, le développement et la maturation du cerveau. Et il diminue peu à peu à mesure que l’enfant grandit. Dans la quasi-totalité des espèces animales, les nouveaux nés dorment beaucoup plus longtemps que les adultes, et les adultes jeunes plus longtemps que les individus âgés.

Une nouvelle étude menée sur les drosophiles indique que si les périodes de sommeil sont plus longues, et si le sommeil est plus profond, chez les mouches qui viennent de naître, c’est parce que l’un des circuits nerveux qui induit le réveil et maintient l’état de veille, par la libération de dopamine, n’a pas encore atteint chez elle le même niveau de maturation et d’activité que chez les adultes. Un délai de maturation des systèmes nerveux est donc nécessaire avant que ne soit établi le rythme de sommeil usuel de l’individu adulte.

La qualité et la quantité de sommeil durant cette période de maturation joue un rôle fondamental dans le développement et l’acquisition de certaines compétences. Une étude menée et visant à étudier les conséquences de la perturbation du sommeil durant cette phase de maturation a mis en lumière qu’une période importante de sommeil semble nécessaire bébés mouche au développement d’un comportement inné, stéréotypé : le comportement de séduction de leur future compagne dont dépend la capacité des mouches à se propager à travers les générations.

Le comportement de cour nuptiale des messieurs drosophiles est sous le contrôle d’une région particulière du cerveau. Et cette étude indique qu’une privation de sommeil durant les trois premiers jours de la vie (l’âge adultes est atteint à 9 jours) a pour effet de freiner le développement des connexions nerveuses dans cette région du cerveau. Et lorsqu’ils sont devenus eux même adultes, les individus victimes de perturbation du sommeil durant cette période précoce de leur vie voient leur comportement de cour nuptiale, de séduction de leurs futures compagnes, être profondément altéré, jusqu’à les rendre incapables de se reproduire
Ainsi chez les petites mouches du vinaigre, le sommeil aux tout premiers stades de la vie jour un rôle essentiel dans la maturation de leur cerveau, qui permettra plus tard la réalisation de certains comportements adulte, dont dépendra la propagation des mouches à travers les générations.

Dormir longtemps au tout début de la vie est un besoin quasi universel dans tout le monde vivant. Et si la durée du sommeil se réduit progressivement avec le temps, il perdure pendant toute l’existence, ce basculement, cette balance entre les périodes de veille et de sommeil, ce flux et ce reflux entre les marrées haute des périodes de veille et des marées basses des états de sommeil.

Sommeil et lien avec l’environnement

Dans notre cerveau et dans celui de nos proches cousins mammifères, les cellules nerveuses des circuits de veille inhibent les circuits de sommeil en libérant de nombreux neuromédiateurs.

La dopamine et la neuradrénaline semblent jouer un rôle essentiel dans l’induction du réveil et dans le maintien de l’attention durant l’état de veille. L’eurexine semble jouer un rôle important non pas dans le réveil, mais dans le maintien de l’état de veille.

L’alternance entre l’état de veille et l’état de sommeil est contrôlée par des circuits nerveux qui agissent en s’inhibant réciproquement. Les circuits d’éveil exercent un effet inhibiteur sur les circuits de sommeil, et les circuits de sommeil exercent un effet inhibiteur sur les circuits de veille.
L’adénosine est le constituant essentiel de la source d’énergie majeure d’énergie dans nos cellules, l’ATP : Adénosine Tri Phosphate. Et la consommation d’énergie par les cellules nerveuses, la consommation d’ATP, libère donc de l’adénosine libre, sans les phosphates. Et ainsi, à mesure qu’augment au cours de la période de veille les dépenses d’énergie des cellules nerveuses, la quantité d’adénosine libre dans les cellules nerveuses augmente, et cette adénosine est libérée à l’extérieur des cellules nerveuses. Cette quantité croissante d’adénosine, qui traduit l’importance de l’activité de notre cerveau durant l’état de veille, induit un besoin de sommeil qui plonge le cerveau dans l’état de sommeil.

Mais revenons à la dopamine qui joue un rôle important dans le réveil, le maintien de l’état de veille et dans le degré d’attention durant la veille. Plusieurs études ont porté sur l’effet sur le sommeil de la souris de la libération de dopamine dans deux régions du cerveau impliquées dans l’alternance veille / sommeil.
Celles-ci ont mis en lumière qu’empêcher pendant la période de veille la libération de dopamine dans ces régions du cerveau provoque non seulement le sommeil, mais également les comportements qui précèdent le sommeil, (dans l’exemple des souris, il s’agissait de la fabrication d’un nid où pouvoir dormir quand il n’y en a pas).

De même, l’inactivation artificielle des cellules libérant la dopamine, ont engendré une altération des facultés des animaux à sortir du sommeil dans certaines situation (présence soudaine de nourriture, d’une possibilité de reproduction, d’un prédateur, …). Et ainsi, chez la souris, comme chez la drosophile, la libération de dopamine dans certaines régions du cerveau a pour effet non seulement de maintenir l’état de vigilance, mais aussi d’éveiller un animal qui dormait s’il perçoit dans son environnement un plaisir possible ou d’un danger.

Ces deux études indiquent que la capacité à être tiré du sommeil lors d’une modification importante de l’environnement extérieur dépend d’une activation dans certaines régions du cerveau des cellules qui libèrent la dopamine. Cette libération de dopamine durant le sommeil est l’un des systèmes d’alarme qui relie l’état de conscience du cerveau plongé dans le sommeil et l’environnement extérieur.

Notons par ailleurs les perceptions de l’environnement extérieur qui nous parviennent durant notre sommeil peuvent, sans nous réveiller, s’intégrer dans une forme déformée, dans nos rêves. Cet étrange phénomène avait été décrit par Aristote. Nous nous imaginons par exemple qu’il tonne et qu’il y a des éclairs alors qu’en réalité, nos oreilles ne perçoivent que de faibles bruits. Ou alors nous nous imaginons marcher à travers le feu alors que ce n’est qu’une légère chaleur qui affecte certaines parties de notre corps.

Un modèle de régulation du sommeil régi par deux processus différents.

La bascule entre l’état de veille et l’état de sommeil est un mécanisme complexe dépendant de deux processus indépendants, mais complémentaires.
D’une part, un processus H pour horloge, et qui concerne l’horloge biologique circadienne qui bat au long de 24 heures dans toutes les cellules du corps, et qui dans le cerveau se synchronise à la lumière. Et d’autre part, un processus appelé S pour sommeil.

H agirait en déterminant le moment de l’endormissement et le moment du réveil et en fixant la durée du sommeil et de l’état de veille en fonction de l’heure affichée sur le cadran de l’horloge circadienne.

S quant à lui agirait en augmentant le besoin, la durée et la profondeur du sommeil réparateur en fonction de la durée de l’état de veille.

Habituellement, H et S concordent : plus l’heure de l’horloge circadienne s’approche de l’heure habituelle du coucher, et plus S, le besoin de sommeil, se fait sentir. Ainsi, si nous avons veillé longtemps avant de dormir, c’est le retard de sommeil S, qui déterminera la durée et la profondeur de notre sommeil réparateur indépendamment de l’heure de l’horloge circadienne.

Et si les états de veille se multiplient et ne sont pas synchrones, ils vont conduire à un dérèglement progressif de l’horloge circadienne, et à une discordance croissante entre H et S.

Un modèle mathématique a été établi sur la base de ces principes. Ce modèle permet de prédire un certain nombre des conséquences des interactions des processus S et H, sur les modalités des alternances des états de veille et de sommeil dans les différentes physiologies et pathologiques.

En 2016, une réévaluation des implications de ce modèle aété faite à la lumière des 30 années de découverte effectuées dans le domaine des recherches sur le sommeil et sur les horloges circadiennes depuis son introduction. Les chercheurs invoquent notamment la découverte des mécanismes de synchronisation multiple des horloges circadiennes de notre corps. Il s’agit non seulement de l’alternance de la lumière et de l’obscurité du jour et de la nuit, mais aussi de l’alternance des repas, des alternances du stockage et des dépenses d’énergie, des périodes de réponse du système immunitaires aux microbes, mais aussi des rythmes d’expansion et de localisation des populations bactériennes qui résident dans notre tube digestif etc…

Toutes ces oscillations, lorsqu’elles sont en phase, conduisent à une synchronisation harmonieuse des différentes horloges circadiennes qui battent dans les cellules de notre corps. Mais lorsque ces oscillations ne sont pas en phase, elles peuvent conduire à une désynchronisation progressive des horloges circadiennes, et à de nombreuses maladies.

Ces découvertes concernaient donc l’alternance veille sommeil (composante H du sommeil), qui est sous le contrôle des horloges biologiques.
Mais qu’en est-il de la composante S ? Comment et où s’effectue le contrôle de cette composante ? Ce besoin, la durée et la profondeur de ce sommeil compensateur induit par la durée de l’état de veille, par le retard de sommeil et qui survient indépendamment de l’heure indiquée par l’horloge circadienne ?

Un gêne (BAML1) a été identifié comme jouant un rôle capital tant dans le processus H que dans le processus S. Parmi toutes les protéines qui constituent l’horloge circadienne, BMAL1 est en effet la seule dont l’absence suffit, alors que tous les autres éléments sont présents, à inactiver complètement le fonctionnement de l’horloge dans toutes les cellules. Les souris privées de BMAL1 sont complètement arythmiques : leur sommeil survient, mais de façon complètement irrégulière. Leur processus H est complètement déréglé. Mais lorsqu’on empêche ces souris arythmiques de dormir, elles n’ont pas de sommeil réparateur. Elles ont ainsi perdu la capacité de compenser les heures de veille excessives par un sommeil plus profond et plus prolongé. Leur processus S est annihilé.

Par des réintroductions sélectives (dans les cellules du cerveau uniquement d’une part, et dans des cellules musculaires d’autre part), a mis que lumière que :
– l’horloge circadienne du cerveau permet de restaurer la composante H du sommeil, mais pas sa composante S.
– la présence de BMAL1 dans les muscles suffit à restaurer la composante S du sommeil, sans restaurer la composante H du sommeil.

Et ainsi, la présence de BMAL 1 dans le cerveau permet le bon fonctionnement de l’horloge circadienne permet le bon fonctionnement de l’horloge circadienne et le rythme régulier au long de 24h de l’alternance veille sommeil, mais c’est la présence de la protéine BMAL 1 dans les muscles qui donne aux souris qui ont trop veillé la capacité de bénéficier d’un sommeil réparateur plus profond et plus long. Et ce malgré l’absence d’u nrythme régulier veille / sommeil au long des 24h.

C’est le cerveau, qui après des heures de veille excessives plonge dans un sommeil réparateur. Mais c’est la protéine BMAL1dans les muscles qui est à l’origine de cette bascule dans l’état de conscience du cerveau.

Comment BMAL1 exerce-t-elle son effet dans les muscles ? Est-ce un effet local lié au fonctionnement de l’horloge circadienne locale ? Ou un autre effet indépendant de l’horloge circadienne locale et les muscles communiquent-ils avec le cerveau ? Pas encore de réponse, mais ces résultats suggèrent que la composante S du sommeil est sous le contrôle de certaines régions du corps en dehors du cerveau.

Ces régions agissent peut-être comme des capteurs en signalant au cerveau l’intensité des dépenses d’énergie du corps, et en réclamant en cas de longues veilles que le cerveau plonge dans un sommeil réparateur. Ainsi le cerveau contrôlerait l’horloge principale qui fait battre les heures régulières de l’alternance veille sommeil en fonction de l’alternance lumière / obscurité, jour / nuit. Mais le cerveau serait incapable à lui seul de détecter les besoin de sommeil supplémentaire de sommeil dus à une prolongation de l’état de veille. La composante S serait une interpellation du cerveau par d’autres régions du corps épuisées par l’éveil.

Chez la souris, les longues heures de veille sont associées à une activité musculaire. Quand la souris est éveillée, la souris bouge, elle se déplace. Et ce sont ses muscles qui dépensent de l’énergie. Mais chez nous, les longues heures de veille et de privation de sommeil peuvent être des heures d’immobilité passés assis dans un bureau, les transports, ou devant des écrans, sans dépense d’énergie musculaire. Ces heures de veille sans effort musculaire permettent-elles à notre corps de signaler à notre cerveau notre manque de sommeil, notre besoin de sommeil compensateur, nous privant ainsi de sommeil réparateur ? Ou d’autres cellules peuvent-elles prendre le relais de nos muscles et indiquer à notre cerveau le besoin de plonger dans le sommeil ? Ces questions sont pour l’instant sans réponse, mais ce que suggère cette étude, c’est que le corps participe au contrôle de la bascule veille / sommeil du cerveau, que notre corps participe aux états de conscience de notre cerveau, et que l’évolution de nos modes de vie pourrait avoir un impact sur notre capacité à bénéficier pleinement, en tant qu’espèce, des bienfaits du sommeil compensateur et pourrait alors nous exposer aux conséquences individuelles et sociétales du déficit de sommeil.

Sommeil et mémoire

Il y a deux grandes théories sur les relations entre la mémoire et le sommeil.

La première, la plus ancienne avait été proposée à la fin des années 80 et postulait que l’effet essentiel des périodes de sommeil profond est la consolidation des souvenirs, leur inscription dans la mémoire durable.

L’autre, plus récente proposée au début des années 2000 postule que l’effet essentiel du sommeil profond sur la mémoire est de favoriser l’oubli, et de restaurer notre capacité à acquérir de nouveaux souvenirs.

Ces deux grandes théories qui ont longtemps semblé s’opposer sont en fait conciliables, compatibles et complémentaires. L’effet majeur du sommeil serait de faire un tri, d’effacer les traces de toutes les expériences insignifiantes que nous avons vécu la veille et de ne conserver en nous qu’une mélodie, celles des expériences qui nous ont marqué, qui nous ont semblé avoir un sens. A partir du brouhaha des événements que nous vivons chaque jour, nos périodes de sommeil profond filtreraient la mélodie de ceux de nos souvenirs qui persisteront en nous. Et c’est durant le sommeil quand notre cerveau est déconnecté de notre environnement extérieur, quand les connexions entre nos cellules nerveuses se relâchent, que se rejoueraient dans certaines de ces connexions certaines de nos expériences de la vielle, qui s’inscriront dans notre mémoire durable.

Ces expériences se rejoueraient à voie basse, dans le silence, à l’abri des interférences et des perturbations causées durant la veille par les stimulations du monde extérieur, et à notre réveil, l’oubli de la plupart des bruits de la veille nous permettrait d’inscrire en nous de nouvelles expériences, parmi les quelles, la nuit fera, à nouveau, un tri.

La répétition, l’effort, l’importance émotionnelle affective que prennent pour les nous les expériences que nous vivons jouent un rôle majeur dans la persistance de nos souvenirs, mais c’est durant notre sommeil que se ferait cet étrange partage entre ce qui demeurera et ce qui s’effacera, entre la mémoire et l’oubli.

Qui veut se souvenir doit se confier à l’oubli, à ce risque qu’est l’oubli absolu et ce beau hasard que devient alors le souvenir.

Durant le sommeil, les contacts entre les cellules nerveuses du cerveau diminuaient globalement d’environ 20%. La configuration globale du réseau de connexions nerveuses dans le cerveau n’est pas remise à 0. Le relâchement des connexions n’est pas un phénomène d’effacement complet de toutes les connexions, c’est un processus de diminution proportionnel. Les intensités des connexions acquises durant la veille sont conservées. Mais l’ensemble des connexions se relâche. L’espace occupé par ces connexions se réduit et libère de la place dans le cerveau. Ainsi, au fil des jours, la configuration se modifie petit à petit. Elle se relâchera pendant le sommeil, mais en conservant une partie des nouvelles configurations que le réseau a adopté en fonction des expériences de la veille.

Et dans le même temps, dans une minorité de connexions synaptiques, il n’y a pas de diminution détectable de la densité des connexions. Et par rapport à la quasi-totalité des autres connexions qui se relâchent, cette minorité de connexions qui ne se relâchent pas sera donc renforcée.

Il se produit durant le sommeil des modifications importantes dans les réseaux de communication qui joignent les cellules nerveuses dans le cerveau. Que globalement, une très grande majorité de ces connexions semble se relâcher, mais qu’une petite minorité semble n pas se relâcher, et que de ce fait, la configuration globale du réseau de connexions dans notre cerveau se sera un peu modifiée au réveil, elle ne sera plus la même que la veille.

La nuit nous transforme, mais la nature précise de ces transformations qui opèrent à notre insu durant notre sommeil demeure encore pour partie mystérieuse.

Sommeil et santé

En dehors de ces relations complexes entre le sommeil la mémoire et l’oubli, il y a d’autres effets essentiels du sommeil, mis en lumière entre 2012 et 2016. Ces études ont révélé un effet du sommeil jamais encore décrit : le cerveau est baigné par le liquide cérébro spinal, ou céphalo rachidien.

Ce liquide est produit, filtré à partir du sang des artères, puis gagne les veines, et de là la circulation lymphatique. Et la plupart des molécules qu’il contient seront filtrées et éliminées par le foie et par les reins. Le liquide cérébro spinal circule à travers le cerveau en parcourant l’espace qui sépare les cellules nerveuses. Durant la période de veille, le liquide cérébro spinal contient une concentration importante en ions potassium et une concentration plus faible en ions Calcium et Magnésium. Mais durant le sommeil, il se produit une augmentation de la concentration de Ca+ et Mg+ et une diminution de la concentration de K+. Et ces modifications ont pour effet d’augmenter de plus de 60% le volume de l’espace qui sépare les cellules nerveuses dans le cerveau. Le luquide cérébro spina circule alors plus vite ; Il emporte avec lui les molécules toxiques accumulées durant nos veilles, et les élimine deux fois plus vite du cerveau.

Ainsi durant notre cerveau, une même quantité de molécules toxiques est éliminé deux fois plus vite que durant nos états de veille. Cet effet réparateur du sommeil pourrait jouer un rôle essentiel nuit après nuit dans la préservation de notre santé et de nos capacités mentales.

Conclusion

Nous avons abordé un certain nombre des rôles et implications du sommeil : préalable à l’acquisition de certains comportements, maintien / diminution de l’attention, mémorisation, santé, durée de vie, …

Impactant la conservation d’énergie, la récupération neuronale et la plasticité cérébrale, ces facteurs jouent un rôle prépondérant dans la réussite scolaire et la performance professionnelle. En ce sens, la qualité (ou le manque) du sommeil sont des déterminants sociaux.

Différents facteurs environnementaux (tels les bruits d’escaliers, la promiscuité, la précarité ou le stress ) viennent ainsi directement impacter les seuils de tolérance tirant un individu du sommeil. Les nuits se révèlent ainsi de fâcheuses vitrines de nos sociétés. Elles reflètent ses inégalités sociales, contribuent parfois à les dupliquer.
En France, le temps moyen de repos nocturne des enfants de cadres en grande section de maternelle est déjà supérieur de dix minutes à celui des enfants d’ouvriers. Plus tard, lorsque ces élèves deviennent adolescents, le manque de sommeil altère leur cerveau. Contractée précocement, cette dette de sommeil est susceptible d’endommager leur avenir.

L’absence de concentration en est aussi un symptôme : l’INPES met par exemple en évidence que « les élèves de collège qui lisent déclarent un temps de sommeil plus long que les autres (8h52 vs 8h28) ».

En 2010, une étude montrait déjà clairement que l’insomnie chronique chez les enfants était associée de manière significative à des situations de précarité financière et à certains événements ou cadres de vie compliqués.

Certains effets peuvent être amortis par une bonne hygiène de sommeil (rythme de sommeil et heure de coucher régulière pour favoriser les routines, activité physique durant la journée le jour favorisant la libération d’adénosine, limitation des écrans utilisés le soir ou la nuit dont les impacts de la lumière bleu qu’ils véhiculent restent méconnus, …)

Le sommeil reste un champ important de la recherche physiologique, au point que le Nobel 2017 de médecine a récompensé 3 chercheurs ayant identifié les cellules et mécanismes pilotant l’horloge circadienne. Ces recherches ouvrent de nouvelles pistes pour identifier les troubles de sommeil et de rythme biologique. Les cycles circadiens ont aussi des conséquences sur les troubles de l’humeur. Ainsi, l’avance du cycle veille-sommeil a par exemple un impact dans le traitement de la dépression ou des troubles bipolaires. Les résultats obtenus vont. Enfin, des avancées sont attendues dans les interactions entre le sommeil, et de nombreuses maladies neuro-dégénératives, affectent le rythme circadien. Par exemple, les personnes victimes de la maladie de Parkinson subissent souvent des troubles du sommeil, probablement dus à ces perturbations du contrôle du rythme circadien, qui entraînent à leur tour des dysfonctionnements au niveau cérébral.

Si le sujet est absolument passionnant du point de vue biologique, ses implications sociétales me le semblent presque tout autant.

Sources :