Qu'est ce que le cycle veille/sommeil?








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Comment une telle paralysie est-elle possible puisque l'acétylcholine est connu pour avoir un effet excitateur?

Durant le sommeil paradoxal, l'augmentation de l'aire péri-brachiale va exciter des neurones glutamanergique de la formation réticulée médiopotique (FRM): cf figure 23. Les neurones de la FRM ont des projections vers le bulbe rachidien par lesquels ils sont activés par des interneurones qu'on appelle glycinergique, ces interneurones sont connectés avec la moelle épinière où ils entrainent une forte inhibition des motoneurones d'où l'atonie musculaire.


      1. L'activité mentale au cours du sommeil

L'activité mentale au cours du sommeil c'est le rêve. Le rêve est une activité cérébrale contrôlée à laquelle l'Homme passe près de 10% de sa vie et ¼ de ses nuits. Le rêve est caractérisé par une imagerie visuelle riche, précise, colorée, avec un contenu émotionnel et moteur. Près de 90% de l'activité onirique survient pendant le sommeil paradoxal, cela constitue en quelque sorte la période active du sommeil.

Comment a-t-on su que l'activité onirique se fait pendant le sommeil paradoxal majoritairement?

On a réveillé des sujets au cours des différentes phases de sommeil en fonction du tracé de l'EEG. On obtient les meilleurs évocations de rêve en phase de sommeil paradoxal. Les pourcentages de rappel vont de 70 à 95% des sujets réveillés dans cette phase évoque un rêve. Par contraste, il n'y a que 7% d'évocation lorsqu'on réveille après une phase de sommeil lent.

Il y a une remise en cause de ces expériences, on a eu 50 à 60% d'évocation en phase de sommeil lent, la méthodologie est très importante.

L'activité mentale recueillie dans les 2 types de sommeil est différente. Elle est de nature hallucinatoire, vivace, bizarre ou invraisemblable et très émotionnelle en phase de sommeil paradoxal. Par contre, l'activité mentale est plus conceptuel, plus proche de l'activité mentale de l'éveil en phase de sommeil lent.

Tout le monde rêve 4 à 6 fois par nuit mais nous avons l'impression de ne pas rêver car les rêves sont oubliés dans les 5 minutes qui suivent la phase de sommeil paradoxal. Dans la plupart des cas, nous ne nous souvenons que des rêves qui précèdent les réveils matinaux.

Le contenu des rêves:

La première approche moderne de l'étude du contenu des rêves a été introduite par FREUD vers 1900. Selon lui, il existe un contenu manifeste des rêves qui consiste en une série d'image souvent bizarre et d'action qui n'ont entre elles qu'un lien très faible. Le contenu latent comporterait le véritable sens du rêve et ne serait accessible que par la psychanalyse. Le contenu latent refléterait les désirs inconscients du rêveur, désirs souvent sexuels. FREUD attira l'attention sur le fait qu'un rêve commence souvent par un incident qui a marqué la journée, ce rêve incorpore ensuite des expériences de l'enfance et là dessus vient se greffer des désirs actuels qui demeuraient inassouvis.

Pour FREUD, le contenu des rêves était important car il offrait un accès à la nature des problèmes psychiques des patients. Les recherches menaient par FREUD et ses contemporains se heurtent à un certain nombre d'objection. A savoir d'une part la fiabilité et la fidélité de souvenirs rapportés par les sujets et d'autre part les sujets étudiés par FREUD était tous des patients.

Actuellement on étudie les rêves avec des méthodes plus objectives, le principal outil de travail utilisé par les chercheurs qui étudient le contenu des rêves est l'analyse de contenu. Cette méthode consiste à classer par catégorie des unités de contenu qualitatif puis à calculer des fréquences d'occurrence pour chacune de ces catégories et ce à travers une série de rêve et on effectue des analyses statistiques sous formes de pourcentage, proportion ou ratio. Les études suggèrent que la majorité des rêves comportent des évènements qui se sont produit récemment dans la vie du sujet et qui concerne le plus souvent des sujets d'actualité.

HALL a recensé plus de 10 000 rêves chez les gens normaux et il a montré que 64% de ces rêves étaient associés à la tristesse, à l'anxiété, à la colère (contenu négatif). Seulement 18% des rêves sont joyeux, gaies ou stimulants. Les actes hostiles envers les rêveurs sont 2 fois plus nombreux que les actes malveillants. A la grande surprise de HALL, 1% des rêves contenait des actes ou des sentiments de nature sexuelle. Pour ce qui est des aveugles congénitaux, ceux-ci présentent des rêves auditifs, ceux qui perdent la vue perdent graduellement leur rêve visuel.

Le contenu du rêve dépend aussi de l'âge et du sexe:

  • les très jeunes enfants rêvent souvent d'animaux remplaçaient plus tard par des personnes

  • les personnes âgées rêvent plus souvent de la mort que les jeunes

  • les femmes se souviennent mieux des rêves que les hommes

  • les rêves des femmes mettent en scène des personnages familiers des 2 sexes

  • les rêves des hommes mettent en scène plus de personnes inconnues et plus d'hommes

Cycle nocturne de l'érection:

L'érection est enregistrée par phéthysmographie pénienne c'est à dire qu'une bande élastique contenant du mercure est installée autour de l'organe du sujet.

La bande est reliée à une machine munie d'un écran vidéo et d'un enregistreur de données. Tous changements dans la taille du pénis est alors enregistrés. L'érection est un corrélat physiologique courant du stade REM, cela précède souvent la survenue du sommeil paradoxal et cela se poursuit pendant la phase de sommeil paradoxal. Cette érection a peu de relation avec le contenu des rêves, ce phénomène s'observe de la naissance jusqu'à la mort. L'hypothèse fonctionnelle proposée est que ce mécanisme serait un mécanisme d'entrainement fondamental pour la survie de l'espèce.

Sur un plan neurobiologique, des études chez le chat montre l'implication de la région pré-optique latérale liée de façon spécifique au sommeil paradoxal. Si on faisait des lésions de cette structure chez le chat, les érections en veille ainsi que l'architecture su sommeil paradoxal resteraient inchangées. Cependant il y avait disparition de l'érection nocturne. La capacité d'obtenir une érection pendant la phase REM est utilisée en clinique pour différencier les impuissances psychologique des impuissances organiques (cf Figure 24).

La perception du temps au cours des rêves:

Y-a t-il une perception réelle ou déformée du temps au cours des rêves?

On part du principe que le plus un rêve est long plus il faut de mots pour le décrire. Deux auteurs ont compté le nombre de mots contenus dans l'évocation des rêves et ils l'ont comparé avec la durée des phases REM et ils ont trouvé une très bonne superposition de ces 2 paramètres. Si on éveille les dormeurs 5 ou 15 minutes, après le début d'une phase REM et qu'on leur demande d'évaluer la durée de leur rêve, l'estimation du temps est correct à 83%. Ces données sont donc en faveur d'une durée égale au temps du rêve et de la phase REM. Le rêve lucide c'est quand le rêveur oriente le contenu de son rêve en sommeil paradoxal).

Les hallucinations de l'endormissement et du réveil:

On a ce que l'on appelle les hallucinations hypnalogiques qui se produisent lors du passage veille/sommeil. Ces hallucinations surviennent lorsque le sujet flotte entre l'état de veille et le sommeil, lorsque le sujet est encore en contact avec la réalité, tout en s'en détachant progressivement. Les pensées sont alors remplacées par des images. C'est un phénomène de pensée abstraite en image. Il peut y avoir des hallucinations sonores, kinesthésiques (sentiment de chute ou de lévitation), tactiles (sensation de liquide sur le corps) ou olfactives. Quand ces hallucinations surviennent le sujet n'est plus attentif, ses pensées ne sont plus logiques et volontaires, il s'abandonne à son imagination et il devient le témoin passif des créations de son imagination. Ces hallucinations sont fréquentes chez les sujets sains. Les hallucinations hypnalogiques sont plus fréquentes que le second type d'hallucinations qui sont appelées les hallucinations hypnopompiques. Elles surviennent lors du passage sommeil/veille. Elles ont les mêmes caractéristiques que les premières et de façon générale, ces hallucinations n'ont pas une coloration émotionnelle particulière.

On ne dispose pas d'étude polysomnographique systématique précisant le type de sommeil dans lequel se produit ce type d'hallucinations. Pour certains auteurs toutefois, elles surviendraient au stade 1 du sommeil lent.



      1. Les fonctions du sommeil

Pourquoi dormons-nous?

Cela demeure une énigme pour la neurobiologie. Contrairement à l'opinion commune, la fonction du sommeil n'est pas de prévenir ou d'empêcher la somnolence lors de l'état de veille, de la même façon que l'acte de manger n'est pas de prévenir la faim.

Il semblerait que le sommeil soit un processus vital de restauration au sens large du terme, un besoin de sommeil non satisfait se traduit par des troubles divers sur les fonctions cognitives comme l'attention, l'organisation, l'apprentissage et la mémoire. On retrouve aussi des troubles de bien-être. Le sommeil est présent chez tous les mammifères, les oiseaux et les reptiles c'est donc une nécessité quelque soit l'espèce et la phylogenèse. Le sommeil participerait à des régulations de type homéostatique, toutefois ces observations ne suffisent pas pour préciser les fonctions du sommeil. On va essayer de faire une synthèse des données de l'expérimentation chez l'homme et chez l'animal et essayer d'en retirer les fonctions.

On va regarder les effets de la privation totale de sommeil chez l'homme. Dans les années 50, 60, les premières expériences ont été mené dans un institut militaire sur 60 volontaires âgées de 20 à 35 on les prive de sommeil pendant 3 ou 4 jours et on analyse les conséquences physiologiques et psychologiques de cette privation. Les résultats montrent un déclin général des performances cérébrales vers le troisième jour, au delà on observe une irritabilité, une altération de la perception visuelle avec des illusions. On note une altération des fonctions cognitives notamment un ralentissement des opérations mentales, une difficulté à trouver les mots, une atteinte du langage et de la pensée et une désorientation temporelle. Ils estiment très mal la durée d'un évènement.

Sur un plan électrophysiologique, on constate un appauvrissement des rythmes de veille et l'émergence de micro-sommeil c'est à dire la présence brève d'onde delta, caractéristique du stade 4.

Chez l'homme, le record de privation de sommeil est détenu par un américain de 17 ans qui est resté éveillé pendant 11 jours.

Les fonctions cognitives varient en fonction des paramètres tels que la durée de l'épreuve, la nature de l'épreuve et le temps de réaction dans l'épreuve. Souvent les performances chutent lorsque l'épreuve dépasse 15 minutes, le temps de réaction peut doubler en comparaison d'un sujet non privée de sommeil.

Les conséquences au niveau biologique: après 6 jours de privation de sommeil il n'y a rien à signaler, le rythme cardiaque, la pression sanguine et le métabolisme de base ne change pas.

La courbe de température baisse et la force musculaire diminue discrètement. Passé 6 jours de privation de sommeil, on note des modifications des rythmes endocriniens, une baisse de glucose cérébral, et un risque de diabète, des problèmes cardiaques ainsi qu'une désorganisation de la réponse immunitaire. Il a été montré, très récemment, que le manque de sommeil était responsable de l'inflammation de l'organisme capable d'augmenter le risque d'hypertension artérielle. Une privation chronique de sommeil peut s'observer chez les collégiens et les lycéens. Les adolescents et les pré-adolescents ont tendances à se coucher tard., une dette de sommeil qui va apparaître. On note chez certains des problèmes de dépression, d'atténuation de la volonté et une atonie physique et musculaire ainsi que des troubles cognitifs.

Les Rêves:

Le rêve permet de satisfaire les désirs inassouvis et en ce sens la phase REM participerait à la préservation de notre équilibre psychique sans risque puisque pendant le sommeil, les pulsions les plus agressives et les besoins destructeurs ne peuvent s'exprimer d'un point de vue moteur et comportementale.

Les arguments avancés contre les arguments de Freud:

    • Les cauchemars associés au stress post traumatique n'ont rien à voir avec les pulsions ou les désirs

    • La recherche actuelle privilégie le rôle de l'affect et non plus le désir ou la pulsion comme moteur des rêve, elle tend à accorder aux rêves un rôle d'adaptation affective à la vie quotidienne

Par exemple, il a été montré, chez les femmes divorcées, un effet bénéfiques à long terme lorsqu'elles incorporent fréquemment leur ex-conjoint dans leurs rêves.

On observe une autre théorie sur le stade REM: ce stade intervient dans la réalisation de certains processus intellectuels. Le sommeil paradoxal serait favorable aux processus d'apprentissage des tâches nouvelles et complexes ainsi que dans les processus de mémorisation.

La phase REM permettrait de renforcer certains circuits cérébraux dans le but de consolider le souvenir des éléments importants dans la journée. Cette hypothèse est étayée par des faits: chez l'animal on observe que l'architecture générale du sommeil est modifiée la nuit faisant suite à un apprentissage.

L'entrainement à des tâches variées est suivi d'une augmentation du sommeil paradoxal et le sommeil REM retrouve son niveau de base lorsque l'animal maitrise la tâche.

Une autre étude concerne l'apprentissage spatial: si l'animal doit trouver de la nourriture dans un emplacement précis d'un labyrinthe des cellules localisées dans l'hippocampe vont se mettre à décharger lorsque l'animal se dirige vers l'emplacement correct.
Au cours du sommeil, ces mêmes cellules vont se mettre à décharger. Tout se passe comme si pendant le sommeil qui suit l'apprentissage, les neurones ayant codés l'information dans l'hippocampe au cours de la tâche était réactivé pour consolider l'apprentissage.

Chez l'homme, on a montré un profil d'activation similaire grâce à des techniques d'imagerie cérébrale entre les essais d'acquisition d'un apprentissage procédural et le sommeil de type REM, autrement dit les régions activées lors du sommeil REM sont similaires à celles activées lors de l'acquisition en phase de veille.

Chez l'homme, on constate également une augmentation du sommeil REM suite à certains apprentissages et notamment les performances mnésiques sont améliorées lorsqu'elles lésées après une nuit de sommeil.

Inversement, la privation sélective de phase REM consécutive à l'apprentissage ralentie la progression et perturbe les performances chez l'animal et chez l'homme.

Toutefois diverses observations chez l'humain, soulèvent quelques questions quant aux fonctions du sommeil dans l'ancrage des souvenirs.

Pour n'en citer que 2: des lésions cérébrales qui supprime la phase REM ou le sommeil total sans modifier les capacités mnésiques (maladie de Morvan). Les enfants passent beaucoup de temps à dormir notamment très jeune mais il ne se rappelle de rien de cette période (cette théorie ne mentionne pas l'absence de langage).

Bien que controversée, de nombreux auteurs soutiennent que d'une part le rôle du sommeil à onde lente serait à la base de renforcement de la mémoire alors que le sommeil paradoxal accroitrait les capacités de mémorisation notamment pour le développement de nouvelles synapses.

Le sommeil à onde lente permet le renforcement de la mémoire épisodique (déclarative).

Le sommeil paradoxal permet de meilleurs apprentissages procéduraux.
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