Approche fonctionnelle du sommeil, explorations et classification des pathologies du sommeil

1. Approche fonctionnelle du sommeil, explorations et classification des pathologies du sommeil D.Cugy - 2003

2. Le sommeil est un état de vigilance La vigilance peut être définie comme : un état physiologique de l ’organisme qui reçoit des stimulations et y répond (Petit Larousse) la capacité d ’un sujet à répondre de façon adaptée à une situation inopinée.

3. De la cellule aux organismes supérieurs Evolution Fonction Etat de vigilance Métabolique Stimulus environnemental Unicellulaires Cycles Repos/Activité Multicellulaires Stimulus environnemental Cycles Repos/Activité Signal humoral Activité électrique

5. De la cellule aux organismes supérieurs Evolution Fonction Etat de vigilance Métabolique Systèmes Ganglionnaires Stimulus environnemental Organisation Synaptique Cycles Repos/Activité Sommeil Systèmes Organisés Signal humoral Activité électrique Thermorégulation Stimulus environnemental Cycles Repos/Activité Sommeil Activité électrique Signal humoral Température

6. Aspects électrophysiologiques

7. Il s’agit d ’un phénomène organisé

8. Le sommeil évolue avec l ’age

9. Le sommeil évolue avec l’ageAspect quantitatif

10. Le sommeil évolue avec l’ageAspect qualitatif

11. Il existe une reproductibilité de l ’alternance repos/activité

12. L’isolement temporelinduit unemodificationde l’organisation

13. Apnées et sommeilune privation expérimentale

14. Le rebond de sommeilsous traitement par PPC

15. La chronologie et la durée du sommeil sont strictement régulées. Il existe des rebonds spécifiques de Sommeil Lent et de Sommeil Paradoxal après privation sélective Le sommeil orthodoxe et le sommeil paradoxal présentent des différences majeures concernant notamment l’électrogénèse, la thermorégulation et la physiologie cardio-respiratoire. Observations physiologiques

16. ASPECTS FONCTIONNELS

17. Hypothèse fonctionnelle(Feinberg 1974, Borbely 1982, Daan 1984) • Le sommeil a pour objet de permettre la récupération de la période d ’éveil précédente et de préparer à la période à venir. • Les données relatives au sommeil orthodoxe sont conformes à cette hypothèse alors que cela n ’est pas le cas pour celles relatives au sommeil paradoxal (Borbely 1981, Steriade 1993)

18. L’apprentissage modifie le sommeil

19. La privation de sommeilperturbe les apprentissages

20. Aspects homéostasiques Aspect chronobiologiques Aspects neuromimétiques Modélisations

21. L ’organisation temporelle des états de veille et de sommeil résulterait de l ’interaction de deux processus Un processus homéostasique régulant le besoin immédiat de sommeil (Processus S) Un processus circadien assurant la prise en compte du « temps » environnant (Processus C) Le modèle de régulation à deux processus (Borbély, Daan & al 1981)

22. Le modèle de Borbely

23. Le modèle à deux oscillateurs(Kronauer, Czeisler & al 1982) L ’alternance veille sommeil est sous dépendance de l ’interaction de deux oscillateurs. Ce modèle explique l ’état de désynchronisation interne observé chez les sujets placés en isolement temporel

24. Approche à partir des modèles neuromimétiques • Modèle initial de Mac Culloch et Pitts (1943): le neurone est modélisé comme un système dont la sortie est fonction de la somme pondérée de ses entrées

25. Modèles : Réseaux de neurones La mémoire du réseau est constituée par l’organisation des différents neurones composant le réseau et les poids synaptiques associés.

26. Réseaux de Hopfield et mémoires associatives La capacité maximale du modèle de Hopfield (P) si l’on exige qu’il n’y ait aucune erreur est de l’ordre de : P ≤ N / 4 Ln(N) Komlos & Paturi 1988 Dans tous les cas il existe une limite au nombre de prototypes pouvant être mémorisés et reconnus par le réseau : la mémoire est SATURABLE

27. Apprentissage :Loi de Hebb La loi de Hebb (Stent - 1973), relative à l'évolution du poids synaptique peut être exprimée de la façon suivante : • Si deux neurones partageant une synapse (pré et post) sont activés simultanément (de façon synchrone), alors le poids de cette synapse est augmenté. • Si deux neurones partageant une synapse sont activés de façon asynchrone, alors le poids de cette synapse est diminué.

28. Application à la modélisationen physiologie : Les lois de Hebb sont elles applicables chez l’homme ? Le cablage «orthogonal » des différentes couches corticales est accessible de façon spécifique par des stimulations magnétiques et électriques. Il est alors possible « d’adresser » des aires corticales au moyen de stimulations synchronisées

29. Application à la modélisation en physiologie : légitimité du modèle Mise en évidence chez l’homme d’une potentialisation Hebbienne corticale par stimulations Magnétiques et Electriques Synchronisées. Katja Stefan, Joseph Claßen &l al ; Brain(2000), 123, 572-584 (Rostock) Synaptic modification by correlated activity : Hebb’s postulate revisited Bi G; Poo M. Annu Rev Neurosci 2001;24;139-66

30. Le Sommeil Processus actif de traitement de l’information Durant le sommeil à ondes lentes, la cohérence de l’activité Delta s’accroit avec la profondeur du sommeil (1). On observe un rapport de phase entre les aires frontales et occipitales (2). L’application du 2ème principe de la loi de Hebb suggère qu’une fonction de filtrage informationnel pourrait être associée au sommeil à ondes lentes et peut être de façon plus généralisée aux activités EEG synchrones. Sommeil à ondes lentes et filtrage informationnel Sommeil paradoxal et généralisation L’approche thermodynamique des réseaux de neurones et notamment le rôle de sources de bruit dans la généralisation des capacités de traitement de l’information suggère que les phénomènes observés durant le sommeil paradoxal (PGO, variations de température) pourraient jouer le rôle de sources de bruits.

31. Aspects Fonctionnels • Janet (1889) - Le sommeil est nécessaire à la prise en compte de l’expérience vécue et à l’adaptation de la réponse • Freud (1904) • le travail du rêve (condensation, déplacement, figuration, élaboration secondaire) • le processus Psy (de la perception à la conscience)

32. Le processus 

33. Classification des troubles du sommeil

34. Classification des Troubles du Sommeil Jean Pierre JEUNET & al: Le Fabuleux destin d’Amélie Poulain 2001 UGC

35. Classification I.C.S.D.

36. Dyssomnies

37. Dyssomnies (suite)

38. Parasomnies

39. CONCLUSION Le sommeil est un état fonctionnel actif de l’organisme associé à des processus complexes ayant trait aux apprentissages. Les dysfonctions du sommeil sont associées à des troubles identifiés faisant l’objet d’une classification et de modalités de prise en charge thérapeutique. Ces dysfonctions peuvent être la conséquence de perturbations environnementales (nuisances, alimentation, horaires de travail, etc….).