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Flip-flop switch et bâillements
Prostaglandines, adénosine, sommeil & bâillements
Leptine, ghréline, histamine et bâillements
The neuropharmacology of yawning Argiolas A, Melis MR
 
 
 
 
 
 
 
 
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mise à jour du
14 février 2002
Revue du Praticien
médecine générale
tome 15 N°550
du 22 octobre 2001
régulation veille sommeil
 hypocrétine et vigilance
 A quoi sert le sommeil ?
 Why do we sleep ? Sejnowski and Destexhe
Schematic model of neurotransmitter circuits that are involved in the three states of vigilance
Hypothalamic regulation of sleep Salin-Pascual
Sommeil et respiration: influence des états de vigilance Guilleminault
The neurobiology of sleep: genetics, cellular physiology and subcortical networksPace-Schott & Hobson
The cognitive neuroscience of sleep: neuronal systems, consciousness and learning sur le site Nature Reviews Neuroscience
Hypocrétine (orexine) et narcolepsie : dormir ou dîner E Mignot
Phylogenetic data bearing on the REM sleep learning connection JM Siegel
Flip-flop interrupteur du sommeil et bâillements
Chat-logomini
Si les mécanismes du sommeil sont bien connus, on ne sait pas encore précisément pourquoi nous avons besoin de sommeil. Selon les différentes théories, le sommeil serait nécessaire pour deux types de fonctions: pour les besoins internes de l'organisme et pour répondre aux nécessités de l'environnement.

Aux besoins internes de l'organisme

L'idée que le sommeil sert à reposer le corps n'a jamais été prouvée. Le cœur et le diaphragme ne se reposent jamais, le cerveau non plus (surtout pendant le sommeil paradoxal où son activité est intense). Nous ne savons pas encore répondre à la question suivante: pourquoi notre corps doit-il rester immobile et notre esprit s'isoler du monde pendant un tiers de notre vie ? Le sommeil ne semble pas un vestige du passé; son absence totale provoque de graves troubles neuropsychiques et aboutit à la mort si le phénomène se prolonge trop longtemps, Enfin, les mammifères, les oiseaux et les reptiles dorment tous, ce qui fait supposer un rôle physiologique essentiel à cette fonction. Comme il existe deux sortes de sommeil (lent et paradoxal) nous pouvons essayer de trouver :

Une explication pour chaque type de sommeil

Le sommeil lent « restaure » : le sommeil lent pourrait servir à restaurer l'organisme après les fatigues de l'éveil. L'hormone de croissance (qui joue un rôle important dans le métabolisme des protéines et est indispensable à la croissance de l'enfant et de l'adolescent) est surtout libérée lors des premières phases du sommeil à ondes lentes. Le sommeil à ondes lentes servirait à restaurer l'activité (rendue moins efficace par une longue période d'éveil) des connexions synaptiques. Il pourrait aussi avoir un rôle protecteur contre le stress lié à la privation de sommeil. En effet, les expériences de privation de sommeil chez l'homme et chez l'animal ont montré qu'il existait une diminution de l'efficacité des comportements et des troubles neuropsychiques réversibles lorsque le sujet redort; le sommeil pourrait donc éviter l'accumulation de toxines produites pendant l'éveil. Enfin, le sommeil lent pourrait nous empêcher de dépenser trop d'énergie. Il serait dans ce cas assimilé à l'hibernation. La diminution de la température corporelle que l'on observe pendant le sommeil chez tous les mammifères serait un moyen de conserver l'énergie en limitant le métabolisme. Plus un animal a besoin d'énergie, plus il dort.Cependant, si cette hypothèse était exacte, les hommes des contrées tempérées, où la nourriture est abondante, ne devraient plus avoir besoin de dormir; nous échapperions à ce besoin de sommeil si son rôle physiologique ne se limitait qu'à cela!

... mais le paradoxal « développe » : essentiel au développement du cerveau, le sommeil paradoxal est plus important chez le nouveau-né (50 % du temps de sommeil) que chez l'adulte (25 %).Toutes les sensations (sons, images, odeurs) génèrent des impulsions nerveuses qui modèlent le cerveau. Les réseaux nerveux le plus souvent utilisés se renforcent et ceux qui le sont rarement sont fragilisés et disparaissent. On peut supposer que le sommeil paradoxal procure au cerveau un entraînement régulier et donc contribue à son développement tout au long de la vie.

Une réponse aux nécessités de l'environnement

L'éveil domine tout car il est nécessaire à la vie (recherche de nourriture) et à l'espèce (reproduction, défense de la progéniture). La durée du sommeil peut se trouver de ce fait considérablement allongée ou raccourcie. Il existe un sommeil de nécessité et un sommeil de luxe. Une grande partie du sommeil du chat est un sommeil de luxe: il dort parce qu'il n'a rien d'autre à faire (c'est le cas de beaucoup d'êtres humains en vacances). Dans ces conditions, une fonction essentielle du sommeil serait de préparer l'organisme et le cerveau à faire face aux besoins et aux défis de l'éveil. Certains animaux ont un sommeil localisé: les albatros (qui volent des milliers de kilomètres) et les dauphins (qui nagent en permanence) ne dorment que d'un hémisphère cérébral à la fois.

Recherche - les nouveaux objectifs

La recherche clinique et fondamentale de ces dernières années a permis de bien connaître les différents stades de sommeil, les relations entre le sommeil et la physiologie de l'homme normal, en particulier la situation du sommeil dans le rythme des 24 heures. Actuellement, grâce aux enregistrements polysomnographiques et aux techniques numérisées permettant des analyses automatiques, on peut étudier la microstructure du sommeil et mieux appréhender la nature des troubles du sommeil dont se plaignent les malades. De cette compréhension devraient découler de meilleurs médicaments ou techniques comportementales pour soigner les troubles du sommeil. Parallèlement, la recherche fondamentale essaye de trouver les zones cérébrales qui règlent le cycle veillesommeil (existe-t-il un centre du sommeil ?).La découverte de l'hypocrétine dans l'hypothalamus devrait permettre de mieux comprendre les neuromédiateurs impliqués dans la genèse du sommeil. On peut imaginer un jour avoir des moyens pharmacologiques pour rétablir un sommeil organisé ou bien pour le supprimer sans conséquences néfastes pour l'organisme mais ce serait dommage: le sommeil est un besoin physiologique mais aussi un plaisir! Et lorsqu'on interroge les sujets qui n'ont pas de problèmes de sommeil, 90% d'entre eux vous disent qu'ils adorent dormir...

polysomnographie

To sleep, perchance to learn

Sleep has fascinated humanity for centuries. Scientists have asked whywe need to sleep, while mystics have thought that our dreams can tell uswhat the future holds. The mysteries of the dream world might still be out of reach, but researchers are coming closer to unravelling some of th efunctions of a good night's sleep.

It seems that while we are sleeping,our neurons might be busy remodelling the connections and circuits of the brain. Frank et al. have now shown that in young cats, plasticity in the visual cortex is enhanced by sleep at the critical period for visual system development. During this critical period, the visual system of the cat is particularly sensitive to monocular deprivation. If visual input through one eye is blocked for a few hours, subsequent recordings from visual cortex show a reduction in responses to input through the deprived eye, and a decrease in the number of neurons showing binocular responsiveness.

Frank et al. investigated the effects of sleep on this form of plasticity. If cats were simply left in a dark room for six hours after the end of the period ofmonocular deprivation Ñ and, cats being cats, they spent most of this time asleep Ñ the changes in visual cortex responsiveness were much more marked than if the measurements were taken immediately after the deprivation. However, if the cats wereput in a dark room but kept awake Ñby a combination of movement of the cage floor and 'meowing' sounds being played whenever they started to dropoffÑ the enhancement of plasticity was prevented. It seems that sleep, rather than time elapsed since the end of the deprived period or the absence of light, was responsible for the increase in the effect. In fact, six hours of sleep was at least as effective at increasing the changes in cortical responsiveness as an additional six hours of monocular deprivation.

Optical imaging confirmed the results. Frank et al. used optical imaging to map cortical responses to oriented stimuli presented to either the deprived eye or the control eye. Once again, responses to stimuli presented to the deprived eye were weaker and less selective, with the cats in the group that had slept showing the greatest effect. Although rapid eye movement (REM) sleep has long been thought to be important for neuronal development in the young brain, Frank etal. found that the degree of enhancementof plasticity in the cats correlatedwith the amount of non-REMsleep during the six hours after monocular deprivation. This might tie in with the sharp increase in non-REM sleep that occurs in cats at the beginning of the critical period.

So it seems that our suspicionsthat sleep is essential for consolidation of memories and development or remodelling of neural pathways might be correct. Our dreams might still be amystery, but at least we are starting tounderstand why sleep is so essential.Rachel Jones

Legendre, R. et Pieron, H. (1912) De la propriété hypnotoxique des humeurs développées au cours d'une veille prolongée
C.R. Soc. Biol. (Paris), 72: 210-212.