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Secrets de la nuit : Révélations des neurosciences sur le sommeil et le cerveau 

Aujourd’hui, nous dormons moins qu’à l’époque de nos grands-parents… Or saviez-vous que les risques de diabète, de démence et d’accident cardio-vasculaire sont des dangers bien réels d’un sommeil perturbé ou insuffisant ?

Quelles parties du cerveau gèrent le sommeil? 

Le sommeil est principalement régulé par le système circadien, notre « horloge biologique » (qui gère chaque cycle de 24 heures de notre journée, avec la minutie d’un horloger suisse) et l’homéostasie. 

Système Circadien: le noyau suprachiasmatique (NSC) et la mélatonine 
  • NSC:  Situé dans l’hypothalamus, le NSC est considéré comme l’horloge principale du corps. Une sorte de métronome ou de chef d’orchestre qui donne le rythme pour l’exécution des fonctions quotidiennes de notre corps. Il réagit à la lumière et à l’obscurité. Il gère notre température corporelle et la sécrétion d’hormones.   
  • Mélatonine: est produite par la glande pinéale en réponse aux signaux de l’horloge biologique. Sa production augmente lorsque la lumière diminue. On l’appelle l’hormone du sommeil. 
Homéostasie ou, maintien de l’équilibre vital 
  • Adénosine: Molécule produite dans le cerveau. Elle s’accumule pendant l’éveil et plus le niveau d’adénosine est élevé, plus on ressent la « pression du sommeil .»  C’est comme un poids sur une balançoire qui bascule entre sommeil et éveil. 

Pour ceux qui prennent du café…  

La caféine bloque les récepteurs d’adénosine. Ceci explique pourquoi le fait de boire un café masque la fatigue.

Selon les propos recueillis par Roxane Vézina, le Dr Tara Swart, neuroscientifique et médecin donne 2 conseils : 

  • Préférez boire votre café 1 heure ou 2 après le lever. Ne pas le boire immédiatement pour profiter pleinement de son potentiel de stimulation. 
  • Évitez de boire du café après 14h00 

Cycles du sommeil 

Le cycle de sommeil comprend les phases de sommeil lent (léger et profond (Non-REM)) et de sommeil paradoxal (ou REM).   

Comme si on plongeait vers les profondeurs de la régénération et qu’on y replongeait quelques fois chaque nuit; en fait entre 4 ou 5 reprises selon la durée du cycle de sommeil.   

Chacune de ces phases et cycles sont cruciales pour 

  • La récupération physique,  
  • La consolidation de la mémoire,  
  • Diverses fonctions de réparation dans le corps. 
Le sommeil lent : c’est 75 à 80% de la durée totale du sommeil. Divisé en 4 cycles de profondeur croissante, cet état permet à notre corps et à notre cerveau de se reposer. Il y a : 
  • Le sommeil lent léger : Un moment où on peut se réveiller facilement.  
  • Le sommeil lent profond Non-REM : Un moment où on se réveille difficilement, le corps se régénère.  
L’autre 20 à 25% est constitué du Sommeil paradoxal. Il y a absence de tonus musculaire, mais une activité́ cérébrale intense. 

Le sommeil paradoxal (ou REM*) : c’est la période où l’on rêve et où le cerveau est très actif ; période importante pour : 

  • La régulation émotionnelle et la santé mentale  
  • La consolidation de la mémoire, et  
  • Certains aspects de l’apprentissage. 

* REM signifie Rapid Eye Movement – À cause de mouvements oculaires rapides qui s’achèvent souvent par un bref mouvement où, soit on se réveille, soit on replonge dans le prochain cycle de 75 à 120 minutes (moyenne de 90 minutes).  

Voici les 4 phases de chacun de ces cycles: 

Phase 1 : Endormissement et déconnexion (5 minutes)
  • Le glande pinéale (à la base du cerveau) sécrète de la mélatonine.  
  • Nos récepteurs sensoriels se déconnectent.
  • Les neurones s’harmonisent sur un même rythme et, bientôt, nous nous endormons… Nous tombons dans les bras de Morphée. 

Puis, une série d’ondes électriques d’une demi-seconde, provenant des couches profondes du cerveau, atteint le cortex cérébral, site du langage et de la conscience.  

Phase 2 : Sommeil léger et sauvegarde célébrable (jusque 50 minutes) 

Le cerveau effectue le tri parmi les données recueillies dans la journée : conservé, rejeté.  Le cortex est stimulé pour préserver les informations récentes dans la mémoire à long terme, ce qu’on appelle la consolidation de la mémoire.  

Phase 3 : Sommeil profond et ménage physiologique (ondes Delta) 
  • La température du corps diminue.  
  • La conscience de l’environnement extérieur s’estompe.  
  • C’est le moment du ménage physiologique : aussi essentiel pour le cerveau que l’eau et la nourriture pour le corps. 

Nos cellules produisent alors le plus d’hormones de croissance, nécessaires à l’entretien de nos os et de nos muscles. 

Phase 4 : Sommeil profond et sommeil paradoxal – REM  (environ ½ heure) 

Nous sommes pratiquement en état comateux. C’est le moment de la récupération mentale et physique, la regénération de notre système nerveux et de la régulation de nos humeurs. 

Le sommeil paradoxal est contrôlé par le système limbique, foyer du mécanisme de gestion des menaces à notre survie. Notre température interne est au plus bas, mais le rythme cardiaque s’accélère. Même si l’ensemble du corps connaît une paralysie momentanée, nos globes oculaires répondent à l’intensité des rêves en bougeant – d’où l’expression REM. 

Trois (3) effets significatifs du sommeil sur le cerveau 

Si essentiel et crucial pour la santé du corps et du cerveau, voici 3 effets du sommeil : 

1. Restauration, réparation du cerveau et régulation émotionnelle: 

  • Le sommeil permet au cerveau de se reposer et de se réparer. Pendant le sommeil, le métabolisme cérébral ralentit, permettant la restauration et la fortification du potentiel de plasticité cérébrale ou neuroplasticité, c’est-à-dire la capacité du cerveau à s’adapter et à se modifier en réponse à l’apprentissage et à l’expérience. 
  • S’adapter c’est un peu comme la capacité d’un élastique à s’étirer sans rupture.  Perdre notre capacité d’adaptation nous rend plus vulnérable et fragile aux aléas de la vie. 
  • Un manque de sommeil peut conduire à une augmentation de l’irritabilité, une diminution de la concentration et la difficulté de prendre des décisions; ainsi qu’une vulnérabilité accrue au stress et à l’anxiété. 

2. Soutien des fonctions cognitives, consolidation de la mémoire et apprentissages 

  • Le sommeil est crucial pour la pensée, l’apprentissage et la prise de décision. Le sommeil insuffisant est lié à une diminution des performances cognitives. 
  • Pendant le sommeil, et en particulier le sommeil profond et le REM, le cerveau traite et renforce les souvenirs, intégrant l’apprentissage et l’expérience de la journée dans la mémoire à long terme. 

3. Élimination des déchets métaboliques et santé neurologique à long terme: 

  • Le système glymphatique (les cellules gliales dans le cerveau) élimine les déchets du système nerveux central. Il est plus actif pendant le sommeil.  
  • Un sommeil adéquat est associé à une réduction du risque de troubles neurodégénératifs (maladie d’Alzheimer et Parkinson). Il existe des preuves suggérant qu’un sommeil sain peut avoir un effet protecteur contre ces maladies (entre autres par l’élimination du bêta-amyloïde, une protéine sur laquelle se poursuivent des recherches pour la maladie d’Alzheimer). 

Bref, le sommeil : une bonne façon de se mettre à l’abri de maladies neurodégénératives…

Pour réapprendre à bien dormir, il faut parfois un accompagnement professionnel. N’hésitez pas à consulter ou à voir les références ajoutées à cet Article pour explorer davantage, selon vos besoins.

Et, si le sujet vous passionne, j’ai ajouté quelques références supplémentaires pour prolonger le plaisir dans la section suivante.

Bon repos!

Cet article est signé par
Roxane Vézina

Ing., ASC, C.Dir Présidente Évolutrek inc., fondatrice de Qilucru

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Références sur le sommeil 

Matthew Walker, très connu, éminent chercheur et auteur, particulièrement connu pour son livre « Why We Sleep » synthétise de nombreuses recherches sur le sommeil. Son travail se concentre sur l’importance cruciale du sommeil pour la santé, le bien-être, la longévité et la performance cognitive. Vulgarisateur efficace il intègre diverses recherches sur le sommeil (et l’effet des siestes faites à différents moments de la journée) en faisant des liens avec la performance cognitive et la santé mentale. Ses conférences renforcent l’idée de la nécessité d’adopter de saines habitudes de sommeil. 

Pierre-Hervé Luppi, responsable de l’équipe Physiopathologie des états de vigilance du Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon (Inserm). 

Système Circadien et Noyau Suprachiasmatique

  • Saper, C. B., Scammell, T. E., & Lu, J. (2005). Hypothalamic regulation of sleep and circadian rhythms. Nature, 437(7063), 1257-1263. Cet article examine le rôle de l’hypothalamus, y compris le noyau suprachiasmatique, dans la régulation du sommeil et des rythmes circadiens. 
  • Clifford B. Saper est un neuroscientifique réputé connu pour ses travaux sur le cerveau et le sommeil. 

Rôle de la Mélatonine

  • Arendt, J. (2006). Melatonin and human rhythms. Chronobiology International, 23(1-2), 21-37. Cette étude discute de la mélatonine et de son influence sur les rythmes circadiens et le cycle sommeil-éveil chez l’humain. 
  • Josephine Arendt est une chercheuse reconnue dans le domaine des rythmes biologiques et de la mélatonine dont l’utilisation est bien connue et répandue pour traiter divers troubles de sommeil. 

Système Homéostatique et Adénosine

  • Basheer, R., Strecker, R. E., Thakkar, M. M., & McCarley, R. W. (2004). Adenosine and sleep-wake regulation. Sleep Medicine Reviews, 8(4), 321-332.  
  • Ritchie Basheer est connu pour ses recherches sur l’adénosine et la régulation du sommeil.  

Phases du Sommeil (Non-REM et REM)

  • Peever, J., & Fuller, P. M. (2017). The Biology of REM Sleep. Current Biology, 27(22), R1237-R1248. Cette revue aborde la biologie du sommeil REM et son importance pour le cerveau et le corps. 
  • Ces chercheurs sont connus pour leurs travaux sur le sommeil REM. 
  • Diekelmann, S., & Born, J. (2010). The memory function of sleep. Nature Reviews Neuroscience, 11(2), 114-126. Cette revue examine le rôle du sommeil, en particulier les phases non-REM, dans la consolidation de la mémoire. Les travaux sur le sommeil REM, la mémoire et le sommeil sont au cœur des recherches actuelles sur le sommeil. 

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25 au 28 février 2024
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Cet atelier s’adresse à toute personne curieuse de mieux comprendre le fonctionnement de son corps, des impacts sur son niveau d’énergie au quotidien, de son état, ainsi que de la qualité de ses relations.