Sommeil et rythmesSommeil et rythmes circadiens et saisonnierscircadiens et saisonniers

Images tirées de «ÊFundamental NeuroscienceÊ», ©Academic Press, 1999

Traduction et présentation, © Claude Messier, 1999

Il y a deux stages principaux dans le sommeil:Il y a deux stages principaux dans le sommeil: le sommeil lent et le sommeil REMle sommeil lent et le sommeil REM

l Ces deux stages sont distingués sur la base de l’électroencéphalogramme (EEG)

l Au début du sommeil, le cerveau se désactive et la conscience du monde extérieur disparaît.

l Une séquence bien connue d’activité thalamo- corticale produit un ralentissement des ondes cérébrales

La période de sommeil lent ou sommeil non-La période de sommeil lent ou sommeil non- REM a plusieurs caractéristiques.REM a plusieurs caractéristiques.

l La facilité à réveiller la personne durant le sommeil lent est proportionnelle à l’ampleur du ralentissement de l’EEG.

l Les personnes ne se rappellent peu ou pas d’être conscient durant les périodes de sommeil lent profond.

l Plusieurs fonctions autonomiques et régulatrices diminuent durant cette période. Par contre, lÊ’activité endocrine est augmentée.

La période de sommeil lent ou sommeil non-La période de sommeil lent ou sommeil non- REM a plusieurs caractéristiques.REM a plusieurs caractéristiques.

l Les battements cardiaques, la pression sanguine et la respiration sont tous ralentis.

l Par contre la libération de l’hormone de croissance, et des hormones de la maturation sexuelle (comme l’hormone de libération de la gonadotropine) sont à leur maximun durant le sommeil lent.

l 95% de ces hormones sont libérées durant le sommeil lent.

La période de sommeil REM a aussi plusieursLa période de sommeil REM a aussi plusieurs caractéristiques.caractéristiques.

l À plusieurs reprises durant le sommeil, le cerveau se réactive et présente une activité EEG avec des ondes de petite amplitude mais très rapide.

l Durant cette période, le tonus musculaire est aboli et les yeux présentent un mouvement oscillant rapide.

Sommeil REMSommeil REM

William William DementDement, Les stades du, Les stades du sommeil (1957)sommeil (1957)

l En utilisant l'électroencéphalographie de bas voltage et l'enregistrement de la motilité oculaire rapide, Dement a proposé sous la direction de Kleitman une classification simplifiée des stades du sommeil comprenant le stade I (l'endormissement), le stade II (sommeil lent et léger), les stade III et IV (sommeil lent et profond). Dement considère le rêve comme une étape particulière du sommeil léger.Ê

Petite histoire de la Biologie Onirique La naturalisation des rêves Science et Avenir Hors-Série Le Rêve Dec. 96

Les stages du sommeilLes stages du sommeil

Comportement

Stages

EMG EEG EOG

Sensation et perception

Pensée

Mouvement

Polygraphe

claire, générée de l ’extérieur

absentes, ou obscurcies

claire, générée de l ’intérieur

logique, progressive

logique, persévérative

Illogique, bizarre

Continu, volontaire

Épisodique, involontaire

Commandé mais inhibé

Éveil sommeil NREM sommeil REM

Les phases de sommeil REM et non-Les phases de sommeil REM et non- REM alternent durant le sommeilREM alternent durant le sommeil

Stages du sommeil

Stages du sommeil

Stages du sommeil

Distribution du sommeil chez trois sujets

Sommeil REM

Nathaniel KleitmanNathaniel Kleitman, La phase de, La phase de recouvrement du rêve (1950)recouvrement du rêve (1950)

l Ce physiologiste à l'université de Chicago constate qu'en réveillant ses patients endormis pendant une certaine phase d'activité cérébrale, leur souvenir de rêves est beaucoup plus clair. Il émet alors l'hypothèse que les rêves surviennent pendant cette phase particulière d'activité cérébrale. Hypothèse osée, car il se pourrait bien que les sujets ne se remémorent leurs rêves qu'après une telle phase alors que ces songes se sont déroulés à un autre moment. Il faudrait alors parier de phase de recouvrement du rêve plutôt que de phase du rêve.

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Activation périodique durant le sommeilActivation périodique durant le sommeil

Mouvements corporels

Pouls

Respiration

Pression sanguine systolique

EEG Mouvements oculaires

Temps (minutes)

Activation périodique durant leActivation périodique durant le sommeilsommeil

Temps (minutes)

• Les deux ou trois premiers cycles de la nuit sont dominés par un sommeil NREM profond (3-4).

• Durant les derniers cycles de la nuit, le sommeil NREM est plus léger et les périodes de sommeil REM plus longues

Les proportions de sommeil REM et NON-Les proportions de sommeil REM et NON- REM changent avec l ’âgeREM changent avec l ’âge

Éveil

REM

NREM

conception mort naissance

Les observations chez les prématurés indiquent que le sommeil REM prédomine à 26 semaines pour diminuer ensuite.

Le sommeil a plusieurs fonctions.Le sommeil a plusieurs fonctions.

l Le sommeil permet la conservation d ’énergie, favorise la récupération après une blessure, et aussi permet de se soustraire au prédateur.

l L ’observation que le sommeil NREM est accompagné d ’une diminution d ’activité métabolique suggère une fonction de repos et de récupération.

l Par contre, la quantité importante de sommeil REM durant le développement et l ’activité cérébrale soutenue durant le sommeil REM suggèrent un rôle dans le développement et la plasticité.

l Plusieurs études ont montré l ’importance du sommeil REM pour la consolidation des souvenirs

Hans Berger, L'inventeur deHans Berger, L'inventeur de ""l'electroencephalogramml'electroencephalogramm"(1928)"(1928)

l Pour la première fois, cette technique, imaginée par ce neurophsychiatre allemand, mesure l'activité électrique produite par le cortex. Elle enregistre l'activité cérébrale des patients en état de veille (rythme alpha), les yeux ouverts puis fermés. Ce changement d'état de conscience entraîne une modification du tracé; Berger en déduit que les signaux obtenus ne sont pas un effet parasite, mais proviennent bien du cerveau.

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Electroencéphalogramme Electroencéphalogramme durantdurant les différents stages du sommeilles différents stages du sommeil

Éveillé, ondes de basses amplitudes et rapides

Endormissement, ondes alpha, (8-12 cycles/s)

Sommeil, stage 1: ondes thêta (3-7 cycles/s)

Electroencéphalogramme Electroencéphalogramme durantdurant les différents stages du sommeilles différents stages du sommeil

Sommeil, stage 2 (12-14 cycles/s)

spindles Complexes K

Electroencéphalographie Electroencéphalographie modernemoderne

Spindles Spindles (fuseaux)(fuseaux)

Les spindles (fuseaux) rapides sont très uniformes dans leur topographie. Les pics de voltage positifs et négatifs alternent dans la partie supérieure centrale.

Autres fuseauxAutres fuseaux

L ’assoupissement se fait par l ’intermédiaire desL ’assoupissement se fait par l ’intermédiaire des fuseaux du sommeil qui dépendent de l ’activitéfuseaux du sommeil qui dépendent de l ’activité réciproque de neurones thalamiques et corticaux.réciproque de neurones thalamiques et corticaux.

neurones thalamocorticaux

Th al

am u

s Co

rt e

x

neurones réticulés du Thalamus

inhibition

Les fuseaux de sommeilLes fuseaux de sommeil

cortical

Réticulaire

thalamocorticalPPSI

pointes Ca2+

neurones corticaux

neurones thalamiques réticulés isolés

Electroencéphalogramme Electroencéphalogramme durantdurant les différents stages du sommeilles différents stages du sommeil

Sommeil profond, ondes delta (0.5-2 cycles/s)

Sommeil REM, ondes de basses amplitudes et rapides

Comparaison de l ’éveil et duComparaison de l ’éveil et du sommeil REMsommeil REM

Eveillé

Sommeil REM

HoraceHorace Magoun Magoun et et Giuseppe Moruzzi Giuseppe Moruzzi Le centre cérébral du sommeil (1949)Le centre cérébral du sommeil (1949)

l Magoun a mis en évidence le rôle particulier d'une structure du tronc cérébral, la formation réticulée, dans la synchronisation-désynchronisation des ondes cérébrales. La stimulation de cette zone cérébrale provoque chez l'animal la désynchronisation des ondes et le réveil immédiat, alors qu'une stimulation de la partie postérieure (caudale) plonge le sujet dans le sommeil. Avec Moruzzi, de Pise, Magoun délimita le système réticulaire activateur.

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