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Lundi, 15 juin 2015
De l’importance des oscillations cérébrales lentes durant le sommeil profond

Ce que j’adore avec les “Écoles de profs” que j’ai données récemment et dont la page sera mise à jour sous peu pour y déposer tous les Power Points qui y ont été présentés, c’est la qualité des échanges avec les participant.es. Échanges qui se concrétisent souvent par l’envoi de références bien précises des participant.es à votre humble serviteur pour compléter et mettre à jour des thématiques abordées. Je vous résume aujourd’hui deux de celles-ci, en remerciant Jessika et Linda de me les avoir envoyées.

Les deux ont en fait plusieurs choses en commun puisqu’elles abordent la question des oscillations cérébrales durant le sommeil profond et leur rôle dans la consolidation des apprentissages et des souvenirs. Il semble en effet assez bien établi que les oscillations lentes d’environ 0,75 Hz qui se répandent largement dans tout le cerveau durant le sommeil profond favorisent cette consolidation. Ce qui est différent des oscillations thêta de 4 à 8 Hz qui elles favoriseraient l’encodage dans l’hippocampe, une structure cérébrale très impliquée dans notre mémoire à long terme.

Dans la première étude, publiée par Roumen Kirov et son équipe dans PNAS en 2009, on a appliqué par stimulation transcrânienne à des sujets éveillés des oscillations lentes à 0,75 Hz. Comme lorsqu’on les applique durant le sommeil profond où les oscillations lentes endogènes générées à ce moment dans le cerveau se trouvent alors augmentée (ainsi que le processus de consolidation mnésique concomitant), les oscillations cérébrales lentes se trouvaient aussi augmentées, mais de façon plus restreinte, dans moins de régions du cerveau. Toutefois, cela augmentait globalement le rythme thêta et, lorsque la stimulation était appliquée durant une tâche, favorisait l’encodage de cet apprentissage associé à ce rythme dans l’hippocampe. Mais, et c’est là où l’on voit que l’état de sommeil profond semble avoir d’autres propriétés essentielles à la consolidation des souvenirs, si on appliquait la stimulation transcrânienne après la tâche chez le sujet éveillé, elle ne favorisait pas la consolidation de cet apprentissage.

Comme on le voit, le sommeil profond où l’on se retrouve plusieurs heures par nuit est un état qui est loin d’avoir livré tous ses secrets. La seconde étude le confirme en soulevant un lien possible entre l’Alzheimer et l’intégrité de cette phase de sommeil profond aussi appelée sommeil non-REM (pour le distinguer du sommeil paradoxal (ou REM), celui où l’activité oscillatoire ressemble davantage à l’éveil et où nous avons la plupart de nos rêves).

L’étude de Bryce Mander publiée le 1er juin dernier dans Nature Neuroscience montre d’abord que plus les oscillations lentes du sommeil profond sont perturbées par de mauvaises nuits, plus il y a de protéines bêta-amyloïdes qui s’accumulent dans le cortex préfrontal médian. À cette corrélation s’en ajoute aussi une autre : la consolidation des souvenirs qui se trouvent d’autant plus diminuée que les oscillations lentes du sommeil profond sont perturbées.

Ce qui est particulièrement intéressant ici, c’est que leurs modèles montrent que le lien entre les pertes de mémoires et les plaques amyloïdes dans le cortex préfrontal dépendent statistiquement d’un facteur intermédiaire : la diminution du sommeil profond et des oscillations lentes qui lui sont associées.

On aurait donc identifié une sorte de cercle vicieux : les personnes qui ont le plus de bêta-amyloïde dans certaines parties de leur cerveau sont celles qui dorment le moins bien. Et ces personnes qui ont le moins bon sommeil profond sont celles qui évacuent le moins bien ces protéines associées à l’Alzheimer durant la nuit, phénomène mis en évidence par des études antérieures. Et donc ces personnes sont davantage touchées par le déclin cognitif qui lui est associé.

Les travaux futurs chercherons à mieux comprendre ce phénomène, entre autres ce qui peut initier ce cercle vicieux (l’accumulation de bêta-amyloïde ou le manque de sommeil). Chose certaine, il est clair que le sommeil profond et les oscillations cérébrales qui lui sont associées sont loin d’être des moments où le cerveau « ne fait rien », un état que notre organe énergivore ne connaît jamais de toute façon, lui qui, pour un poids représentant 2% de celui de notre corps, consomme en tout temps (y compris durant le sommeil) environ 20% de l’oxygène et du glucose que l’on consomme !

a_exp Slow oscillation electrical brain stimulation during waking promotes EEG theta activity and memory encoding
i_lien Are sleepness nights to blame for Alzheimer’s disease?
i_lien Does Amyloid Disturb the Slow Waves of Slumber—and Memory?
a_exp β-amyloid disrupts human NREM slow waves and related hippocampus-dependent memory consolidation

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