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Yearning
to yawn: the neural basis of "contagious"
yawning
Maike
D. Hesse, Martin Schürmann, Klaas E. Stephan,
Miiu Saarela,
Karl Zilles, Gereon R. Fink, Riitta
Hari
Yawning is contagious (replication is a better term).
Interestingly the neural basis of such contagiousness has
not yet been explored.
This work report brain activations specific to the
perception of human yawning as revealed by fMRI.
This study reveals selective STS
activation during perception of "contagious" yawning
relative to meaningless facial movements. STS is known to
be involved in the perception of faces and biologically
meaningful movements. Differential STS activation in this
study associated with yawning reflect specific aspects of
the visual analysis of yawn stimuli.
STS forms an essential part of the human "mirror
neuron system" (V
Gallese et G Rizzolatti). Activation of STS could
thus underlie specifically the contagious aspect of yawn
stimuli. An alternative explanation would be that STS is
part of a different system for analysis of behaviorally
relevant visual information that - in case of overt
yawning - may release the stereotypical motor pattern of
yawning triggered by mere observation of yawns.
L'envie de
bâiller: les bases neuronales de la
"contagiosité" du
bâillement
Maike
D. Hesse, Martin Schürmann, Klaas E. Stephan,
Miiu Saarela,
Karl Zilles, Gereon R. Fink, Riitta
Hari
Bâiller est contagieux (réplication
serait un meilleur terme). Curieusement, les bases
neuronales de cette réplication n'avaient pas
été explorées jusqu'à
présent.
Ce travail, présenté au congrès
d'imagerie cérébrale à New York
(18-22 juin 2003) , rapporte comment sont
révèlées, par l'IRM fonctionnelle,
les zones corticales activées par la vue d'un
bâilleur. Comparativement à d'autres
mouvements habituels du visage, le sillon ou sulcus
temporal superieur (STS)
est stimulé spécifiquement lors de la vue
d'un bâillement. Le STS est identifié,
depuis longtemps, comme la structure impliquée
dans la perception des mouvements des traits du visage et
de l'expression de la bouche. La différence
d'activation entre la perception de mouvements du visage
et un bâillement indique la
spécificité de l'activation du STS lors du
bâillement.
Or le STS est une composante essentielle du
système des
neurones miroirs, mis en évidenve par
V
Gallese et G Rizzolatti, et bases neurophysiologiques
des capacités d'imitation. Une autre
interprétation voudrait que le STS soit une part
du système d'analyse des informations visuelles
des comportements et dans le cas typique d'un
bâillement, reconnaîtrait l'ensemble
kinésodique de ce comportement et sa valence
contextuelle, enrichi de l'acquis émotionnel
antérieur.
We hypothesized that contagious yawning is part of a
more general phenomenon known as mental state attribution
(i.e. the ability to inferentially model the mental
states of others). To test this hypothesis we compared
susceptibility to contagiously yawn with performance on a
self-face recognition task, several theory of mind
stories, and on a measure of schizotypal personality
traits. Consistent with the hypothesis, susceptibility to
contagiously yawn was positively related to performance
on self-face recognition and faux pas theory of mind
stories, and negatively related to schizotypal
personality traits. These data suggest that contagious
yawning may be associated with empathic
aspects of mental state attribution and are
negatively affected by increases in schizotypal
personality traits much like other self-processing
related tasks.
Nous avons émis l'hypothèse que la
réplication du bâillement appartient au
phénomène plus général,
propre à l'homme, de pouvoir percevoir l'autre
comme agent intentionnel et décrypter ses
états émotiuonnels. Pour confimer cette
hypothèse, nous avons comparé la
sensibilité à recevoir la
réplication du bâillement en fonction des
capacités à reconnâitre les
émotions d'autrui (théorie de l'esprit) et
des traits comportementaux de personnalité, en
particulier schizoïde. L'hypothèse s'est
trouvé confirmée: les personnes manifestant
une forte capacité d'empathie sont plus sensibles
à la perception du bâillement d'autrui que
ceux ayant une personnalité schizoïde. Ces
résultats suggèrent que la
réplication du bâillement est un
état montrant la capacité à
percevoir l'état émotionnel d'autrui et
à partager celui-ci. A l'opposé, les
personnalités schizoïdes
révèlent là, comme pour d'autres
circonstances, leurs difficultés d'identification
aux émotions d'autrui.
MC. Nicolau, M. Akaarir, A. Gamundi, J.
Gonzalez, RV. Rial
T.J.Horder:
«Embryogenesis will repeat phylogenesis
in situations were embryological processes occur in a
causal continuity because the evolutive conditions for
this sequence to be built must have occurred through
sequential continuous modifications»
Je remercie Jaime Valencia de m'avoir
envoyé cet article:
Complete
suppression of yawning after paradoxical sleep
deprivation
Truth
or artefact ?
Findings concerning yawning behavior after
paradoxical sleep deprivation (PSD) are particularly
interesting, because there is an almost complete
suppression of yawning induced by dopaminergic and
cholinergic agonists.
However, it is not well established whether
suppression of yawning after PSD is due to absence of
this sleep stage or the result of the stress-related
techniques employed for PSD.
Several neurotransmitters
and neuropeptides have been documented to elicit or
modulate yawning behavior, which involves the activation
of dopaminergic-cholinergic linked neuronal systems. It
is generally admitted that activity of dopaminergic and
cholinergic systems is altered by physical stress and/or
by pharmacological agents that mimic stress response.
Numerous observations suggest that glucocorticoids, the
final product of activation of the
hypothalamus-pituitaryadrenal axis, might be one factor
capable of increasing the activity of these systems.
Because stressful manipulations have been reported to
modify drug-induced yawning, any study (see below)
investigate the effects of single and repeated
administration with a synthetic glucocorticoid,
dexamethasone (DEXA) on yawning behavior.
The three major classes of antidepressant drugs,
monoamine oxidase inhibitors (MAOIs), tricyclic
antidepressants (TCAs), and selective serotonin reuptake
inhibitors (SSRIs), profoundly suppress REM sleep.
How understood that this drugs induce an excess of
yawns for some patient ? (see below)
Patients with "locked-in
syndrome" are fully conscious, alert, and responsive,
but are quadriplegic and mute. Most of the patients
retain the ability to make eye movements and very
limited facial/head
movements and some can communicate by small facial
gestures. A number of reports have examined sleep-wake
profiles of these patients, and probably not
surprisingly, have shown that most of them (or at least
those with bilateral pontine
lesions) completely lack REM sleep but they yawn
!
«After
short term stress, the septo-hippocampal
cholinergic system is activated secondary to activation
of the pituitary-adrenocortical axis. The demonstration
that major changes in circulating levels of
corticosteroids can modulate the activity of the
hippocampal cholinergic synapse implies that the
septo-hippocampal system may be a common output for
various neuronal and endocrine systems which convey
signals of stress.» The way that is executive of
the yawn !
The relationships between REM, non-Rem (WSW) and
waking changes with age. Yawn's frequencies and REM
sleep duration evolve in parallel.
Les durées respectives de la veille, du
sommeil lent profond et du sommeil paradoxal
évoluent au cours de la vie. La
fréquence des bâillements suit en
parallèle l'évolution de la durée du
sommeil pradoxal.
Disparition
complète du bâillement après
suppression du sommeil paradoxal
Réalité
ou artéfact ?
Les découvertes concernant le bâillement
après suppression du sommeil paradoxal sont
particulièrement intéressantes. Elles
montrent que le bâillement induit
pharmacologiquement par les agonistes dopaminergiques et
cholinergiques disparaît totalement lors de la
suppression du sommeil paradoxal.
Pourtant, il n'est pas clairement établi
actuellement, si la disparition du bâillement en
cas de privation de sommeil paradoxal est dûe
à l'absence de ce cycle du sommeil ou le
résultat des techniques de stress induit pour
faire disparaître le sommeil paradoxal.
La participation de plusieurs neurotransmetteurs
et neuropeptides dans le déclenchement et la
modulation du bâillement est bien établie.
Ils agissent sur le système neuronal
dopamino-cholinergique effecteur du bâillement aux
niveaux des synapses de ce réseau neuronal (cf
schéma). Il est généralement admis
que l'activité dopamino-cholinergique est
altérée pas le stress spontané ou
par le stress artificiel pharmacologiquement induit. De
nombreuses observations suggèrent que les
glucocorticoïdes, produit final de l'activation de
l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien, peuvent
être un des facteurs responsables de l'activation
de ces systèmes. Plusieurs travaux analysant les
conséquences d'administration aigue ou chronique
de dexamathésone sont présentées ici
et éclairent l'effet du stress sur le
bâillement et sur la disparition du
bâillement après disparition du sommeil
paradoxal déclenché par le stress.
Les antidépressifs (tricycliques, inhibiteurs
de la recapture de la sérotonine) sont de
puissants suppresseurs du sommeil paradoxal.
Comment comprendre qu'ils soient la cause
d'excès de bâillements chez certains
patients ? (voir ci-dessous)
Les patients atteints de "locked-in
syndrome" sont mutiques, quadriplégiques et ne
peuvent généralement que réaliser
quelques
mouvements des yeux et des paupières. Bien que
l'ouverture de bouche soit paralysée, le
bâillement reste possible. L'examen de leur
sommeil révèle, comme c'était
prévisible, une perte du sommeil paradoxal et
pourtant ils bâillent.
Baldwin
DM et al. Effects of intraventricular infusions of
ACTH 1-24 and ACTH 4-10 on LH release, ovulation and
behavior in the rabbit Brain
Research 1974; 80; 1974; 291-301
Code
RA, Tang AH Yawning produced by dopamine agonists in
rhesus monkeys. Eur J Pharmacol 1991;
201; 2-3; 235-8
Dellini-Stula
A , C Hunn Effects of single and repeated treatment
with antidepressants on apomorphine-induced yawning in
the rat: the implication of alpha-1 adrenergic mechanisms
in the D-2 receptor function
Psychopharmacology 1990; 101;
62-66
Gessa GL Stretchings
and yawnings induced by adrenocorticotrophic hormone
Nature 23/07/1966; n°5047;
p426-427
Gessa GL Stretching
and yawning movements after intracerebral injection of
ACTH Revue Canadienne Bioliologie; 1967,
26, 3, 229-236
Gilad
G et al Stress-induced activation of the hippocampal
cholinergic system and the pituitary adrenocortical axis
Brain Research
Kimura H, Yamada K,
Nagashima M, Matsumoto S, Ishii Y, Yoshida S, Fujii
K, Furukawa T Role of adrenergic neuronal activity in the
yawning induced by tacrine and NIK-247 in rats.
Pharmacol Biochem Behav 1992
Dec;43(4):985-91
Kimura
H, Yamada K, Nagashima M, Furukawa T Involvement of
catecholamine receptor activities in modulating the
incidence of yawning in rats.Pharmacol
Biochem Behav 1996 Apr; 53(4):1017-21
Laing J, Ogilvie R EEG
correlats of yawning during sleep onset Sleep Research
1988; 17; p98
Molgilnicka
E REM sleep deprivation changes behavioral response
to catecholaminergic and serotoninergic receptor
activation in rats Pharmacol Biochem
Behav 1981; 15; 1; 149-151
Neumann BG, Troncone LR,
Braz S, Tufik S Modifications on dopaminergic and
cholinergic systems induced by the water tank technique:
analysis through yawning behavior Arch
Int Pharmacodyn Ther 1990 Nov-Dec;308:32-8
Tufik S Does
REM sleep deprivation induce subsensitivity of
presynaptic dopamine or postsynaptic acetylcholine
receptors in the rat brain? European
Journal of Pharrnacology 1987; 140; 215-219
Tufik S Effects of
stress on drug induced yawning Physiology
& behavior 1995; vol 58; n 1; p 1881-18
Department of Psychiatry,
School of Medicine and University of California at Los
Angeles, Neurobiology Research
The phylogenetic data are inconsistent with the
hypothesis that REM sleep duration is correlated with
learning ability. Humans do not have uniquely high
amounts of REM sleep. The platypus, marsupials, and other
mammals not generally thought to have extraordinary
learning abilities have largest amounts of REM sleep. The
whales and dolphins (cetaceans) have the lowest amounts
of REM sleep and may go without REM sleep for extended
periods of time, despite their prodigious learning
abilities.
Les données apportées par la
phylogenèse ne peuvent confirmer
l'hypothèse que la durée du sommeil
paradoxal est corrèlée à la
capacitié d'apprentissage. Les hommes ne sont pas
les champions du sommeil paradoxal. L'ornithorynque, les
marsupiaux, et d'autres mammifères, qui ne sont
généralement pas considérés
comme doués de fortes capacités
d'apprentissage ont une durée de sommeil paradoxal
bien supérieure à l'homme. Les baleines et
les dauphins (cétacés) ont le plus court
sommeil paradoxal et peuvent nager pendant de longues
périodes sans avoir aucun sommeil paradoxal,
malgré leurs prodigieuses capacités
d'apprentissage.
The
relationship between fluoxetine administration and
clinically significant yawning
Clinicians should listen carefully to their patients
when they describe an unexpected reaction to ensure that
it does not pass unnoticed !
Fluoxetine-induced yawning bas been reported
in some studies (see references), and fluoxetine has been
attributed as causing TMJ injury due to repeated yawning.
The temporal relationship between yawning and the
"on-off' administration of the drug seems clear.
TMJ injury can
be due to repeated yawning secondary to administration of
fluoxetine!
Le lien
entre la prise de fluoxétine et l'augmentation de
la fréquence des
bâillements
Les praticiens doivent être attentifs à
ce que leurs patients leur rapportent, en particulier
lorsque ceux-ci attribuent des effets inattendus à
la prise de médicaments récemment
prescrits. Ceci, tout particulièrement, quand ils
ne sont pas encore notablement reconnus.
Des bâillements induits par la
fluoxétine ont déjà
été notifiés (voir
références ci-dessous). Voici une nouvelle
observation où cet effet secondaire inattendu
provoque, de surplus, des luxations
mandibulaires répétées!
Avidan A
Dislocation of the temporomandibular joint due to
forceful yawning during induction with propofol
J Clin Anesth 2002; 14; 2; 159-60
Beale MD, Murphree TM
Excessive yawning and SSRI therapy. Int J
Neuropsychopharmacol 2000 Sep; 3; 3; 75-276
Bertschy G, Vandel S,
Sechter D, Bizouard P Bâillements et excitation
sexuelle sous clomipramine. Place des mécanismes
sérotoninergiques. A propos of 2
cases Encephale 1991 Nov-Dec;17; 6;
515-7
Cohen AL
Fluoxetine-induced yawning and anorgasmia reversed by
cyproheptadine treatment. J Clin
Psychiatry 1992; 53:174
Dellini-Stula
A , C Hunn Effects of single and repeated treatment
with antidepressants on apomorphine-induced yawning in
the rat: the implication of alpha-1 adrenergic mechanisms
in the D-2 receptor function
Psychopharmacology 1990; 101;
62-66
Goldberg RL
Sustained yawning as a side effect of imipramine
Int J Psychiatry Med 1983-84;13; 4;
277-80
Klein
DF J Repeated observations of yawning, clitoral
engorgement, and orgasm associated with fluoxetine
administration. Clin Psychopharmacol 1989
Oct;9(5):384
McLean JD, Forsythe
RG, Kapkin IA Unusual side effects of clomipramine
associated with yawning Can J Psychiatry
1983 Nov;28; 7; 569-70
Modell JG Repeated
observations of yawning, clitoral engorgement, and orgasm
associated with fluoxetine administration.
J Clin Psychopharmacol
1989;9W3-5
Tesfaye Y, Lal S
Hazard of yawning Canadian Med Assoc J
1990; 142; 1; 15 & 1991;1 45;12; 1560
From the study of brainstem-based models of sleep
cycle control, current research is moving toward combined
brainstem/forebrain models of sleep cognition. The book
presents five papers by contemporary leading scientists,
and more than seventy-five commentaries (see J
Siegel) on those papers by nearly all of the other
distinguished authorities in the field. Topics include
mechanisms of dreaming and REM sleep, memory
consolidation in REM sleep, and an evolutionary
hypothesis of the function of dreaming.The papers and
commentaries, together with the authors' rejoinders,
represent significant advances in the understanding of
the sleeping and dreaming brain.
Les études classiques antérieures
avaient proposé une localisation au niveau du
tronc cérébral du contrôle des cycles
du sommeil. Les recherches récentes tendent
à unifier l'origine des comportements
végétatifs, nutrition, sexualité,
sommeil, au niveau de l'hypothalamus, centre commandant
alors le tronc cérébral. Ce livre propose 5
mises au point de chercheurs contemporains,
commentées par plus de 75 auteurs (voir J
Siegel), tous scientifiques et chercheurs de haut
niveau, impliqués dans la neurobiologie du sommeil
et des comportements. Sont passés en revue les
méchanismes sous tendant les rêves, le
sommeil paradoxal, le rôle du sommeil paradoxal
dans la consolidation mnésique, les
hypothèses évolutionnistes de la fonction
du rêve. Cette compilation représente la
mise à jour des connaissances les plus
récentes pour aider à comprendre la
neurophysiologie du sommeil et du rêve.
Decoding, imitating and influencing the actions of
others: the mechanisms of social interaction.
Papers of a Theme Issue compiled and edited by C. D.
Frith and D. M. Wolpert
Volume 358 Number 1431 Issue 29th March 2003
Andrew N.
Meltzoff; Jean Decety : What imitation tells us about
social cognition: a rapprochement between developmental
psychology and cognitive neuroscience
Vittorio
Gallese : The manifold nature of interpersonal
relations: the quest for a common mechanism
Lire l'empathie ou
l'émotion partagée de Jean Decéty
dans le numéro 309 de juillet 2003 du magazine
Pour
la science
Dictionnaire
encyclopédique des sciences
médicales
Le bâillement est considéré
par tous les physiologistes comme, un acte instinctif
occasionné par un embarras ou un ralentissement de
la respiration, qu'il a pour but de faire cesser en
faisant pénétrer une plus grande
quantité d'air dans les poumons. «
Prcedit oscitationem lentior per pulmones sanguinis
motus, ut cum solitis inspirationis viribus per id
circumire nequeat. » (Haller.)
Presque toutes les causes qui le déterminent
supposent, en effet, un certain degré de
ralentissement dans la respiration et une sorte de
paresse physiologique ou d'état
général de débilité et de
torpeur. Telles sont, notamment, la fatigue, l'envie de
dormir, l'ennui, la faim, le froid ou une chaleur
excessive ou bien enfin, cet état particulier de
malaise qui précède ou annonce quelques
états morbides.
La douleur, le plaisir, l'ennui font également
bâiller, dit Buffon; mais il est vrai, qu'on
bâille vivement et que cette espèce de
convulsion est prompte dans la douleur et le plaisir, au
lieu que le bâillement de l'ennui en porte le
caractère par la lenteur avec laquelle il se fait.
Celui-là seul est le véritable
bâillement. Le mouvement convulsif que Buffon
rapporte à la douleur ou au plaisir, rentre
plutôt dans la définition du soupir; c'est
la respiration suspirieuse. Par contre, dans le vers si
connu et si imitatif dans lequel Boileau peint la
Mollesse
«Et lasse de parler, succombant sous
l'effort,
Soupire, étend les bras, ferme l'oeil et
s'endort.»
Yawning as a prodromal sign of vaso-vagal reaction
Grabczewska Z, Orzalkiewicz Z, Przybyl R, Polak G, Grzesk
G, Nartowicz E. [Article in Polish]
Pol Merkuriusz Lek. 2003 Jan;14(79):94
Combien de fois
bâillez-vous par jour ? <5 = 25,8%.. 5-10 =
25,2%.. 10-15 = 15%.. 15-20 = 9,3%.. >20 =
24.7%
Ressentez-vous des
baillements excessifs ?
75,8% = non, tant
mieux
26,2% = oui et je ne sais pas pouquoi
6,1% = oui et je prends
des antidépresseurs
1,3% = oui et je prends
des anti-épileptiques
4,8% = oui et je prends d'autres médicaments
2,5% = oui et j 'ai des troubles neurologiques
1,9% = oui et j 'ai des troubles hormonaux
3% = oui et j 'ai des tics moteurs
1,7 = oui et j 'ai des tocs
déclenchez-vous
facilement le bâillement d'autrui ? 75,2%
êtes-vous sensible
au bâillement d'autrui ? 73,4%
«Cette espèce de
confiance avec laquelle ou aborde les questions les plus
compliquées ne se rencontre guère que dans
les choses du domaine de la médecine et de la
physiologie.
Lorsqu'une personne
compétente traite un sujet spécial de
chimie ou de physique, ceux qui ne sont ni physiciens ni
chimistes, se taisent et évitent de se mêler
à une discussion pour laquelle ils se sentent
incompétents. Eh bien, la même chose n'a
plus lieu quand il s'agit de médecine; tout le
monde croit pouvoir en parler et en parle.
En raison même de leur
obscurité, les sujets qui touchent à la vie
ne sont donc pas de nature à rebuter ceux qui les
abordent sans une préparation suffisante; aussi
voyons-nous tous les jours les expériences les
plus incomplètes se produire.»