Le sommeil

1. Le sommeil

2. Etat réversible de perte de vigilance, c’est-à-dire d’interactions réduites avec l’environnement. Ce phénomène, programmé biologiquement, se produit selon un cycle circadien chez la plupart des animaux. La durée moyenne du sommeil, sur 24h, chez un individu normal est de 8 heures 30 environ. Il peut toutefois, dans une certaine mesure, être augmenté ou réduit sans conséquences graves. Il est caractérisé par 2 états fonctionnels principaux, remplissant chacun des fonctions bien distinctes = - le sommeil lent (SL) - le sommeil paradoxal (SP) Le sommeil lent se décompose en plusieurs stades, 2 chez l’animal et 4 chez l’homme.

3. La physiologie du sommeil Indice physiologique SL SP Activité cérébrale lente (ondes lentes) Activité cérébrale rapide identique à la période de Veille EEG Diminution progressive du tonus musculaire Atonie musculaire EMG Rares mouvements des yeux Mouvements Rapides des yeux (REM) EOG Repos cérébral Sommeil du Rêve

4. Veille active ( = ouverture des yeux) Veille calme Ondes lentes

5. EEG = meilleur indicateur des différents états fonctionnels, Veille-SL-SP L’étude de l’EEG enregistré au cours du sommeil a permis de subdiviser le sommeil lent en 4 stades chez l’homme. Veille = ondes α et β Sommeil léger (Endormissement) SL stade 1 = ondes θ(theta) SL stade 2 = fuseaux sommeil + complexes K SL stade 3 = ondes lentes δ(delta) Sommeil très profond SL stade 4 = ondes lentes δ(delta) SP = ondes β

6. Au cours de la nuit, on observe une succession de plusieurs cycles d’1h30 environ alternant les différents stades, avec la répartition suivante : 1h15 de SL et 15 min de SP Hypnogramme : déroulement temporel d’une nuit de sommeil Plus on avance dans la nuit, moins il y a de SL, plus il y a de SP.

7. Le sommeil n’est pas un mécanisme passif. Centre d’éveil situé dans le Tronc Cérébral = Formation Réticulée Centres du sommeil (thalamus, locus coeruleus, hypothalamus…) Cortex + - Centres du sommeil Formation Réticulée Informations sensorielles

8. 2 théories principales : Récupération Adaptation Les fonctions du sommeil lent Les recherches sur les fonctions du sommeil ont suscité plusieurs hypothèses sur le rôle du sommeil. Cependant, aucune de ces hypothèses n’a pu encore être vérifiée. De plus, il s’avère apparemment que le sommeil n’a pas une fonction principale mais plusieurs, ainsi donc ces hypothèses seraient plutôt complémentaires. Sommeil = restauration de l’homéostasie, consolidation d’information en mémoire Sommeil = préservation de l’individu Pourtant, forte vulnérabilité pendant le sommeil (ex. le dauphin)

9. Les fonctions du sommeil paradoxal Sommeil paradoxal = période active du sommeil où le cerveau travaille en circuit fermé. La personne est totalement isolé du monde extérieur. Participation spécifique dans la maturation cellulaire, consolidation de mémoire et apprentissage,... = participation dans le développement, c’est-à-dire la maturation, du système nerveux central. En effet, les nouveaux-nés possèdent une plus grande proportion de sommeil paradoxal, en raison d’un niveau de développement encore incomplet de leur cerveau. Conclusion Quelque soit la théorie explicative avancée, le sommeil est indispensable à la vie, au bon développement de l’individu. Par exemple, c’est au cours du sommeil que nous grandissons, que nous consolidons nos informations en mémoire...

10. Notre horloge biologique interne calle habituellement le rythme veille-sommeil sur le rythme circadien jour-nuit. On peut aller à l’encontre de ceci, en bouleversant l’action de ces centres de la veille et du sommeil, par exemple en restant éveillé malgré l’arrivée du sommeil ou en dormant pendant les heures de veille. Un sommeil régulier peut parfois présenté des dysfonctionnements. Une classification des troubles du sommeil a été établi : - troubles de l’initiation et du maintien du sommeil (insomnies) - troubles de somnolence excessive (narcolepsie) - troubles du cycle veille-sommeil (décalage horaire ou travail de nuit) - perturbations liées au sommeil (somnambulisme) Classification proposée par Weitzman (1981)

11. Privations expérimentales de sommeil * Chez l’animal (Rechtschaffen depuis les années 80) • 2 animaux placés sur une plateforme ronde entourée d’eau : • - Un animal témoin • - Un animal privé totalement de sommeil Dès que l’animal privé de sommeil s’endort, la plateforme tourne. L’animal doit alors bouger pour ne pas être mouillé, le témoin également. Mais l’animal témoin peut dormir pendant que l’animal privé de sommeil est en activité.

12. L’animal témoin = perte de 25% de sommeil L’animal privé de sommeil = perte de 92% de sommeil. Au bout d’une semaine, on observe chez l’animal privé : - une altération de l’état général - une perte de poids (malgré une prise alimentaire accrue) - un jaunissement des poils - des ulcérations au niveau des pattes - une déperdition en énergie élevée. Le décès survient au 21ème jour, précédé par une chute de la température corporelle. L’autopsie des animaux ne montrent aucune altération organique. Pourquoi donc cette privation est-elle létale ? Une hypothèse = effondrement de la thermorégulation. Il y aurait une chute de la température par déperdition à travers les pattes. Ce déficit thermique ne serait pas compensé par l’apport de nourriture.

13. * Chez l’homme En 1964, un jeune homme de 17 ans resta 264h éveillé soit 11 jours.

14. Pour résumer : un dysfonctionnement du système nerveux central une hypothermie de 10° au niveau cutané pas d’altération organique une atteinte mnésique, attentionnelle, langagière… Au cours de la 1ère nuit de récupération, il avait dormi 14,7 h. En 3 jours, il n’avait récupéré que 24% de son sommeil « perdu ». Si l’on regarde les proportions des différents stades du SL et le SP, on peut voir qu’il a récupéré : 7% du SL léger (stades 1 et 2) 46% du SL profond (stade 3) 68% du SL profond (stade 4) 53% du SP Stades de sommeil les plus indispensables à la vie, notamment pour le SNC.

15. RESUME : les effets de privation ont des conséquences sur le cerveau avec essentiellement des modifications comportementales (somnolence, irritabilité,...). On note aussi une chute non négligeable de la température corporelle. On peut dire également que le sommeil de récupération est constitué du sommeil lent profond et du sommeil paradoxal.

16. Privations de sommeil et conduite automobile Expérience de Rogé et collaborateurs, 2003 Ils cherchent à voir l’impact d’une privation de sommeil sur la perception visuelle lors de la conduite automobile. Des personnes placées dans un simulateur de conduite avaient pour consigne de : - Suivre une voiture à distance régulière par temps de brouillard - Détecter des signaux de couleur à différents endroits de l’écran, c’est-à-dire soit dans un cercle très proche du centre de l’écran, soit dans un cercle plus éloigné.

17. Les personnes conduisent pendant 2 x 30 min, sans connaître la durée exacte de conduite avant de commencer la simulation. 2 groupes de personnes : - personnes témoins - personnes privées de sommeil toute la nuit précédent la simulation % Réponses correctes Position des signaux à détecter par rapport au centre de l’écran

18. Le % de réponses correctes diminue chez les personnes privés de sommeil par rapport à celles qui ne le sont pas, et ceci quelque soit la position des signaux à détecter. Il existe donc une décroissance des performances dans les activités cognitives élémentaires, telles que la détection de cibles de couleur dans son champ visuel. Cette baisse de performance se traduit par une diminution de la latence de décision et un ralentissement du traitement des signaux de couleur, constituant un signal attentionnel. Une autre étude montre que cette détérioration des performances affecte tous les conducteurs quelque soient leur âge et leur niveau d’expertise de la conduite.

19. Insomnie • Ensemble symptomatique associant : • - un endormissement difficile • - une perturbation de la continuité du sommeil, marquée par des réveils nocturnes nombreux • un réveil matinal précoce, s’accompagnant d’angoisse, au moins 2 heures avant l’heure habituelle du réveil • une prédominance du sommeil léger au détriment du sommeil profond • une diminution de la quantité de sommeil paradoxal. Chacun a déjà éprouvé au moins une fois une difficulté à s’endormir, ne serait-ce à cause d’événements marquants vécus au cours de la journée passée. Mais lorsque ces problèmes de sommeil reviennent régulièrement, ces insomnies peuvent devenir un vrai supplice et avoir des conséquences à long terme sur l’organisme. Une étude montre que les personnes qui dorment peu de façon habituelle, ont une espérance de vie plus faible que celle de personnes dormant régulièrement environ 8 heures par nuit.

20. Narcolepsie • Maladie rare se caractérisant par : • Des périodes de sommeil incontrôlables, fréquentes et intenses de 5 à 30 min. se manifestant à n’importe quel moment pendant l’éveil • Un sommeil nocturne normal • Un sommeil paradoxal débutant dès le début du cycle de sommeil • Une perte soudaine du tonus musculaire sans perte de conscience, déclenchée par une émotion forte. (= la cataplexie) • Des hallucinations visuelles, auditives ou tactiles apparaissant lors de l’endormissement ou au réveil. Ces expériences hallucinatoires sont semblables à un rêve, donc très difficilement distinguable de la réalité, ce qui provoque souvent une grande anxiété ou angoisse.

21. L’origine de cette maladie résiderait dans l’existence d’un trouble génétique, provoquant une déficience de synthèse de certaines substances chimiques dans le cerveau. Ce trouble apparaît généralement entre 10 et 30 ans, mais peut n’être diagnostiqué que très tardivement. La narcolepsie a un impact important sur la vie sociale, familiale et professionnelle, du fait de la présence des épisodes fréquents de cataplexie. Les personnes narcoleptiques reçoivent une médication à base de stimulants afin de contrer les phases de somnolence. L’étude la narcolepsie a fait des progrès lors de la découverte d’un trouble comparable chez le chien. Il a été démontré que plusieurs lignées de chien manifestaient de nombreuses caractéristiques avec la narcolepsie. Ces animaux présentaient des épisodes de cataplexie et de multiples phases de somnolence. Des indices d’un contrôle génétique de cette perturbation ont été trouvé dans toutes les lignées de chien qui manifestaient ce phénomène.

22. Travail de nuit, décalage horaire * Le travail de nuit On a observé la qualité du sommeil chez des personnes qui ont l’habitude de travailler de nuit. On leur a demandé de dormir aussi longtemps que possible pendant leurs heures de sommeil habituel, c’est-à-dire pendant la journée. Un sommeil de nuit = sommeil qui débute avant 1h du matin Un sommeil de jour = sommeil qui débute après 6h du matin. On a alors remarqué que : Les personnes à sommeil de nuit dorment 8h. Les personnes à sommeil de jour dorment 6h. Raccourcissement du sommeil chez les personnes travaillant de nuit. Ce raccourcissement porte sur les stades 1 et 2 du sommeil lent, c’est-à-dire le sommeil non réparateur. Les phases de sommeil réparateur sont préservées.

23. * Les horaires tournants Les travailleurs à horaires tournants sont des personnes qui changent régulièrement d’horaires de travail (travail de jour / travail de nuit). Chez ces personnes, on observe une absence de stabilité circadienne, avec une désynchronisation entre l’horloge biologique et l’environnement. Ceci provoque une série de troubles : - Des troubles de la vigilance - Une diminution du niveau de performance et de productivité - Une augmentation des accidents du travail - Une augmentation des troubles organiques - Une privation de sommeil avec insomnies fréquentes. Une solution pour ces personnes est une restructuration de leurs horaires de travail, avec * une diminution de la fréquence des rotations horaires (1 rotation toutes les 2 ou 3 semaines au maximum ou bien une sur 2-3 jours maximum) * une exposition à une forte lumière sur leur lieu de travail et un maintien dans l’obscurité totale pendant leur sommeil.

24. * Le décalage horaire Les problèmes suscités par le décalage horaire sont similaires à ceux des horaires tournants. En effet, si on change fréquemment de fuseaux horaires, on verra apparaître de la fatigue, des difficultés d’endormissement, des réveils précoces, des pertes de mémoire, des problèmes de concentration,…si ces changements très fréquents persistent longtemps, on aboutit à une désintégration totale des rythmes biologiques, et ceci peut avoir des conséquences graves sur l’organisme. En revanche, si les changements sont ponctuels, l’organisme retrouve un équilibre grâce à un nouveau synchronisme des oscillateurs physiologiques, par habituation aux conditions environnementales du nouveau pays ; ceci au bout de quelques semaines, voire même quelques jours.