Cours de psychologie

Le comportement veille-sommeil

Neurobiologie - Le Comportement Veille-Sommeil

 

 

I. Le sommeil.

 

 

Le sommeil est un phénomène cyclique.

Il existe chez :

- Les mammifères,

- Les oiseaux,

- Les reptiles,

- Les poissons et les amphibiens,

- Les invertébrés (drosophile, scorpion).

Comportement très primitif, qui sert à quoi ?

Il est vital.

 

A court terme si on est privé de sommeil :

- Fatigue,

- Performances en baisse,

- Problèmes de mémoire,

- Baisse de vigilance,

- Irritabilité,

- Inefficacité,

- Accidents.

A long terme :

- Désordre plus psychologique et psychiatrique (tel que les troubles de l'humeur comme dépression, anxiété).

- Désordres physiologiques, problèmes cardiovasculaires.

- Troubles du métabolisme, corrélation avec la prise de poids et ensuite une perte de poids (jusqu'à la mort parfois).

 

1. Fonctions du sommeil :

 

Régulation grâce au sommeil : récupération, restauration.

- Conservation de l'énergie.

- Thermorégulation (refroidit l'organisme) :

+ La température hausse progressivement en début de journée et va diminuer pendant le sommeil. On est donc en hypothermie. Ça va donc réguler le système physiologique à la baisse (circulation sanguine, digestion...).

+ Augmentation de l'hormone de croissance = GnRH (sécrétée la nuit donc).

+ Pour ce qui est du cortisol (va induire la production, la régulation, transformation au niveau de ce qui est glucide et lipide et circulation du glucose dans le sang). Fin de la nuit et début de matinée. Rythmicité donc.

+ Expérience chez le rat :

. Deux rats à qui on a fait des privations de sommeil. Le marron (contrôle) a un sommeil de façon rythmique et le blanc (expérimental) à chaque fois qu'il s'endort (on le voit avec l'EEG qui commence à ressembler à un EEG de sommeil) on fait alors bouger le sol. Au bout de 28 jours = mort des animaux. Ce qui est paradoxal, c'est qu'à partir du septième jour, la régulation grâce au sommeil ne peut plus se faire donc il perd du poids. Hors la prise alimentaire augmente inversement au poids donc tout ce qu'il mange est brûlé directement. Au début prise de poids car il ne peut pas dormir donc il mange. Mais comme pas de sommeil → consommation énergétique maximale donc perte de poids qu'il ne peut plus réguler.

→ Régulation à la baisse de tout les éléments biologiques donc (vasculaire, température, consommation d'énergie). ! !

- Détoxification du corps et du cerveau.

- Développement cérébral.

- Plasticité cérébrale et mémoire (pendant le sommeil paradoxal : agitation intense, où on revit les étapes de la journée = aide à la consolidation mnésique).

 

Quels sont les messages environnementaux et internes qui font le sommeil ?

- Horloge biologique (circadienne) : 24h. Jour/nuit. Structure interne capable de générer de façon autonome des oscillations d'environ 24 heures, contrôle les rythmes biologiques. Chez les mammifères, elle est située dans les noyaux suprachiasmatiques de l'hypothalamus. Le sommeil dépend des facteurs environnementaux mais aussi de l'horloge interne. Assez primitif car on le retrouve chez les plantes : la nuit elles se fanent et le jour elles revivent.

+ 1ère mise en évidence d'horloge biologique : 1729, feuille de mimosa, garde le même rythme à l’obscurité et à température constante → rythme endogène.

→ Donc, rythme endogène présent aussi chez les plantes.

+ Rythme endogène : rythme biologique, inné, trouvant son origine dans les structures nerveuses. Ces rythmes internes entrent souvent en contradiction avec les impératifs extérieurs, tels que l'alternance jour/nuit ou les contraintes horaires professionnelles.

+ L’hypothalamus régit le système. Au centre de régulation de comportements « basiques », primitifs. C'est un métronome biologique. Influencé par :

. La rythmicité environnementale : jour/nuit, lumière, les saisons (on dort plus en hiver).

. Les rythmes d'activité sociale : heure du repas, coucher.

+ L'activité physique aide à synchroniser les rythmes.

 

 

Va réguler la température, la sécrétion hormonales, plasticité = division cellulaire, extension des neurones (consolidation mnésique).

 

 

Privation du cycle lumière/obscurité et de repères temporels :

- Ex : Michel Siffre, 1962, 62 jours dans une grotte dans les Amples, 0°C, -120m, pas de montre. Quand est ce qu'il avait sommeil ? Comment son sommeil a évolué ?

- Pour une personne normale, la température minimale se trouve en fin de nuit.

- Pour la personne, on voit que le cycle veille/sommeil est toujours présent. Ce n'est pas interrompu, mais l'heure du coucher est beaucoup plus tard (décalage du coucher de 30 minutes tout les jours) : il devient corrélé au moment ou la température est minimale. L'horloge interne va donner un signal d'endormissement à ce moment là = activation des processus de diminution. On allonge un peu le cycle jour/nuit également (soit le cycle du sommeil soit le cycle du jour).

- Quand la personne revient à la surface, progressivement ça revient à la normale et la température la plus basse revient en fin de nuit.

- L'horloge interne est indépendante de l'environnement (lumière) mais le cycle veille/sommeil va s'allonger (plus de 25h par jour) et on va s'endormir quand la température sera la plus basse.

- C'est le même principe de décalage dans le décalage horaire. Le seul remède est la lumière intense. Remise à l'heure tous les jours par la lumière : dépend de l'intensité, de la durée, de la longueur d'onde, heure,...

Période spontanément > à 24h (24,5h).

Rythme autonome V/S de l’humain : 25-32h (20h éveil/12h sommeil).

Rythme autonome de la température : 25 h.

La qualité du sommeil est affectée quand ces cycles sont désynchronisés.

Décalage horaire.

Remède: lumière intense.

 

2. Les rythmes biologiques :

 

Les rythmes biologiques :

- Rythme circadien (nycthéméral) :

+ 24h environ = jour + nuit.

+ Alternance veille/sommeil, via une modification progressive.

- Variation de la température :

+ Minimum : 36,7°C à 5h du matin.

+ Maximum : 37,5°C à 17h.

 

 

Le rythme vieille/sommeil est réglé par des horloges biologiques.

La qualité du sommeil va dépendre de la température du corps. Si on a de la fièvre, mauvais sommeil.

En fin de nuit : plus grosse proportion de sommeil paradoxal (où on fait des rêves) et là où on a le meilleur sommeil.

D'autres choses sont régulées de manière rythmique : l’activité de la plupart des systèmes physiologiques et biochimiques de l’organisme fluctue avec les rythmes du jour :

- Température corporelle.

- Circulation sanguine.

- Les cheveux.

- La production d'urine.

- Sécrétion hormonale.

- Métabolisme.

Si on se couche trop tard à l'adolescence, on perd l'effet au niveau de l'hormone de croissance : à long terme : incidence sur le développement (cette hormone agit sur la réactivation du comportement sexuel à l'adolescence, niveau mnésique).

 

Cortisol : hormone stéroïde secrétée par le cortex (la partie externe) de la glande surrénale à partir du cholestérol, sous la dépendance de l'ACTH hypophysaire. Ses fonctions ou actions principales sont : l'augmentation de la glycémie par le biais de la néoglucogenèse, l'inhibition de certaines réponses du système immunitaire, la régulation du métabolisme des graisses, protéines et glucides, régulation du cycle circadien (en complément de la mélatonine). → Permet de transformer les glucides, les lipides, en acides aminées qui vont être utilisé en glucose sanguin quand il y en a besoin. Il permet donc de consommer l'énergie emmagasinée.

Le taux de potassium varie également (sécrété par les reins).

L'activité cyclique de notre organisme est quelque chose de naturel.

L'endormissement se manifeste grâce aux signes de fatigue interne (se frotter les yeux, micro endormissements,..) induit par la mélatonine. Grâce aussi à l'environnement (lumière/nuit).

 

 

Au niveau de l'œil, la lumière va être captée au niveau de la rétine par la voie visuelle (aide à voir les couleurs, les formes) et par la voie non visuelle qui va avoir une incidence directe sur l'horloge biologique.

Cellules ganglionnaires à la mélanopsine se dépolarise et vont aller stimuler un centre de l'hypothalamus : noyau suprachiasmatique impliqué dans le rythme circadien et dans la veille/sommeil. Il y alors une projection sur le noyau paraventriculaire (neurones inhibiteur où se trouve le GABA) et encore projection vers la moelle épinière qui va elle-même projeter sur les cellules sympathiques pré-ganglionnaires (au niveau de la moelle épinière).

 

Lumière dépolarise les cellules ganglionnaires à la mélanopsine → hypothalamus au noyau suprachiasmatique → noyau paraventriculaire → moelle épinière → cellules sympathiques pré-ganglionnaires de la moelle.

 

  
Mélanopsine : photopigment retrouvé dans la rétine retrouvé dan les cellules ganglionnaires sensibles à la lumière. Elle est impliquée dans le réflexe photomoteur, la régulation du rythme circadien, et d'autres réponses non-visuelles à lumière. Structurellement, la mélanopsine est une opsine, une protéine rétinylidène de la famille des récepteurs couplés à la protéine G. a mélanopsine est plus sensible à la lumière bleue. On a montré qu'un récepteur basé sur la mélanopsine a été lié à une association entre la sensibilité à la lumière et des crises de migraines.

Noyau suprachiasmatique (NSC) : structure médiane d'environ 0,5 x 1 mm comprenant environ 10 000 cellules situé dans l'hypothalamus juste au-dessus du chiasma optique. Il est responsable du contrôle des rythmes circadiens. Les activités neuronales et hormonales qu'il génère régulent plusieurs fonctions différentes dans un cycle circadien (de 24h). Il est constitué de 20 000 neurones. Le NSC qui a une forme en pomme de pin et la taille d'un grain de riz interagit avec de nombreuses régions dans le cerveau. Il contient différent types cellulaires. Il sécrète différents peptides (comme la vasopressine et la vasoactive intestinal peptide) ainsi que différents neurotransmetteurs.

 

 

C'est donc ce système qui va commander au système nerveux sympathique et va pouvoir réguler le système physiologique en diminuant le rythme cardiaque, la digestion.

Connexion aux différents organes du système nerveux autonome.

Là dessus il y a un retour vers l'épiphyse (ou glande pinéale) qui est une glande endocrine responsable de la synthèse nocturne d’une neuro-hormone = la mélatonine à partir de la sérotonine par les pinéalocytes.

La mélatonine est très importante car elle a une régulation interne et va induire l'endormissement : c'est la quantité de mélatonine synthétisée qui va induire l'endormissement.

Mélatonine : souvent dénommée hormone du sommeil, est surtout connue comme étant l'hormone centrale de régulation des rythmes chronobiologiques, et d'un certain point de vue, de pratiquement l'ensemble des sécrétions hormonales, chez l'humain, chez tous les mammifères et semble-t-il chez la plupart des espèces animales complexes. Cette neurohormone est synthétisée à partir d'un neurotransmetteur, la sérotonine, qui dérive elle-même du tryptophane, un acide aminé essentiel. Elle est sécrétée par la glande pinéale en réponse à l'absence de lumière. La mélatonine semble avoir de multiples fonctions, autres qu'hormonales chez l'humain et les mammifères, en particulier comme antioxydant. Elle semble aussi jouer un rôle dans le système immunitaire.

 

Quand c'est le jour : inhibition (grâce au GABA) de ce système donc diminution de la production de mélatonine.

Quand le jour baisse : production de mélatonine qui va induire l'endormissement.

La mélatonine est synthétisée à partir d'un précurseur : la sérotonine (impliquée dans la dépression et l'humeur). Elle va ensuite dans le sang pour aller se fixer à différents endroits et avoir son effet d'endormissement.

Si des patients ne produisent pas bien la mélatonine, l'endormissement se fait mal.

Si on lèse le noyau suprachiasmatique, pas de régulation au niveau du cycle circadien (veille/sommeil en une phase, on passe du sommeil à la veille puis sommeil) donc on a un cycle interrompu. On aura alors des micros phases de sommeil et d'éveil en alternance, aléatoirement répartis au niveau de la journée.

Ça ne supprime pas totalement le sommeil car ce n'est pas le seul qui s'occupe du sommeil et de l'endormissement.

Si on prend des cellules du noyau et qu'on les met en culture, à un moment donné, il y a expression au niveau de certaines hormones une activité cyclique, donc naturellement sans contrainte externe (lumière,..) il y a une horloge interne au niveau du noyau parachiasmatique.

Le noyau supra chiasmatique est donc la principale structure de l’horloge biologique. Il remet l’horloge à l’heure en f(cycles lumière/obscurité) via la voie rétinohypothalamique.

 

 

Influence de la lumière :

- Les cellules de la rétine, sensibles aux influx lumineux, modulent nos rythmes par le biais de la mélatonine.

- Il faut une incidence au niveau des cellules de la rétine. La lumière forte bloque la sécrétion de mélatonine pendant le temps d'exposition. Aveugles ?!

- Sécrétion maximum : 3h du matin.

- L'intensité de la lumière va décaler le rythme au niveau du sommeil (en fonction des saisons : en été, luminosité forte le matin contrairement à l'hiver où le soleil se lève plus tard).

 

Propriétés de l'horloge biologique :

- Activité rythmique endogène proche de 24 heures du noyau parachiasmatique de l'hypothalamus.

-Incidence de tous les paramètres physiologiques et cérébraux. Lumière = synchronisateur de l'horloge biologique interne.

- Rythme biologiques adaptés (ralentissement).

 

 

Le réveil se fait grâce à l'hormone sécrétée le matin = le cortisol sécrété par les glandes surrénales + diminution de la mélatonine.

Si on empêche de s'endormir alors qu'ils voient la lumière du soleil décroitre, cela n'empêche pas la production de mélatonine donc preuve que le cycle jour/nuit est directement responsable de cette synthèse.

Les gens qui travaille la nuit on une synthèse de mélatonine calée sur le rythme jour/nuit donc toujours pendant leur temps de travail. Difficile de s'adapter et pas dû seulement au rythme de chacun.

La synthèse de l’hormone de croissance dépend du sommeil → Pb de la dette de sommeil chez l’ado.

 

Les cycles de sommeil au cours de la nuit :

- Chez le nouveau né, temps de sommeil : 16h en 7 parties. Consolidation de la mémoire et des apprentissages se fait grâce à ce long sommeil.

- Dès 6 mois, l'enfant peut dormir d'une seule traite.

- 5-6 ans : 10h en une seule partie. Sommeil consolidé et stable.

- Ados : 8-9h ainsi que les personnes plus âgées.

→ Moyenne de la durée du sommeil est de 7h30.

Au cours de la vie, petit à petit, le sommeil paradoxal diminue alors que chez le nouveau né il est très important (oui et non car ce n'est pas le sommeil paradoxal car les rêves sont différents).

 

Évolution de la quantité de sommeil :

50% de sommeil paradoxal chez le nouveau né et plus on vieilli plus on perd le sommeil paradoxal. On garde le sommeil lent donc beaucoup de phase d'éveil en partie du à la perte en sommeil paradoxal et corrélé à la consolidation mnésique = les Alzheimer sont les personnes qui ont le plus de troubles du sommeil.

 

 

Heures du coucher : 22-23h  (gens du soir : 2h m.).

Heures du lever : 6-8h (gens du matin: 4-5h m.).

Gros dormeurs : > 9h (15%).

Courts dormeurs :< 6h (3h30) (23%), siestes.

Pic de vigilance max gens du soir : 19h, gens du matin : 15-16h.

Le pic de vigilance est décalé dans la journée si on est un gros dormeur ou un petit dormeur.

 

 

La majorité des gens dorment entre 7 et 8 heures.

L'heure du coucher est retardée jusqu'à 20 ans (01h00-09h00) puis est avancée.

Les adolescents ont perdu 2 à 3h de sommeil.

 

Dette de sommeil :

- Privation de sommeil chez le rat : 8 jours avec seulement la moitié de la durée normale :

+ Altération des structures impliquées dans le stress et les émotions. Comparable aux modèles de dépression.

+ Récupération très lente : 7 jours.

+ A long terme, diminution du poids et des neurones au niveau du système limbique.

- Privation chez l'homme pendant équivalent à :

+ 17h = alcoolémie de 0,5 g/l.

+ 24h = alcoolémie de 1g/l.

Dette → trouble physiologique.

Dette + stress → vulnérabilité aux troubles de l'humeur.

 

3. Enregistrements du sommeil :

 

Polysomnographie : examen médical consistant à enregistrer, au cours du sommeil du patient, plusieurs variables physiologiques (rythme respiratoire, rythme cardiaque, électroencéphalogramme, électromyogramme des muscles des bras ou des jambes...) afin de déterminer certains troubles liés au sommeil, dont les apnées. Permet de recueillir d’autres signaux qui permettent de reconnaître la succession des différents stades de sommeil. C'est un examen qui consiste à dormir pendant la nuit avec plusieurs électrodes ou fils métalliques attachés à la tête, à la figure, à la poitrine et aux jambes. Des bandes élastiques sont placées autour de votre poitrine et de votre abdomen pour mesurer votre respiration.

 

 

EEG: on étudie le sommeil avec les branchements ce qu'on appelle des polysismographes (polysomnographie).

Activité corticale et du cerveau.

EEG, électro-oculogramme (électrodes au niveau des paupières).

Electromyogramme (enregistrement de l'activité des muscles), électrocardiogramme et fréquence de respiration également.

Les stades du sommeil sont caractérisés par des activités différentes.

EEG : permet d'enregistrer l'activité électrique des neurones en créant des dipôles. 19 électrodes agencées manière très précise et on va mesurer l'activité électrique entre les différentes électrodes.

 

 

Nous vivons 3 vies (veille, rêves, sommeil) qui ont peu de rapport les unes avec les autres.

Au niveau des neurones, il y a transmission d'un signal électrique qui part du cône axonique et qui va partir vers la synapse : entrée des ions NA+ donc l'intérieur devient positif et l'extérieur devient négatif. Avec l'EEG, on enregistre l'activité extracellulaire, potentiel de champ. On a en extracellulaire une hyperpolarisation or à l'intérieur c'est la dépolarisation dans le neurone. On va créer à l'extérieur des dipôles, d'un côté on a des ions négatifs à l'extérieur

Neurones afférents, s'ils sont excitateurs alors il y aura des ions NA+ donc autour on a un champ négatif.

Les circonvolutions du cerveau font que ce qui est
en profondeur est dur à enregistrer.

Hyperpolarisation = vers le -

Dépolarisation = vers le +

 

 

Activité très rythmée : éveil.

Onde très longue = quand l'individu s'endort. L'amplitude sera beaucoup plus large et fréquence faible. Correspond à la synchronisation des neurones = ils sont quasiment tous la même chose donc on obtient quelque chose de synchrone.

Lorsque l'individu est endormi, l'onde va disparaitre parce que plus de stimulation des aires visuelles.

L'éveil est caractéristique d'une désynchronisation : pics irréguliers, décharges qui se font pas toutes en même temps mais de manière espacées, en continue mais de manière asynchrone. ! !

Ex : si on a qu'un neurone excitateur qui décharge, on aura du négatif donc une onde, puis un autre neurone va décharger = un autre pic.

Sommeil = tous les neurones venant d'un même système, vont décharger en même temps.

Si on a pleins de neurones qui déchargent en même temps = large amplitude au niveau du pic = sommation au niveau de l'EEG. Essentiellement durant le sommeil lent et profond.

On va dissocier le sommeil selon ces différents stades en fonction des différentes ondes EEG.

- Veille/sommeil.

- Veille/sommeil/rêves.

 

L'état de sommeil paradoxal :

Shoublet « c'est un cerveau actif dans un corps qui dort ».

L'activité cérébrale est quasiment similaire à un état de veille alors que le corps est complètement anesthésié.

Quand on dort, on met tout au repos pour avoir un maintient de l'énergie et diminution des fonctions vitales.

Hors dans le sommeil paradoxal, il y a de nouvelles activations du cerveau comme en journée, on revit plein de choses.

Les spasmes du début de nuit sont du au fait que les muscles se relâchent mais l'activité du tonus musculaires est encore présent (faibles certes) lors du sommeil lent.

Les yeux bougent beaucoup pendant le sommeil paradoxal.

 

Différents cycles lors du sommeil :

L'individu tombe dans différents stades du sommeil lent : 4 puis déclenche un sommeil paradoxal.

En fin de nuit, les temps de sommeil paradoxal sont plus long et au fur et à mesure que la nuit avance, le temps de sommeil lent diminue, on n’a plus les 4 stades et on a plus de facilité à tomber dans un sommeil paradoxal.

Sommeil profond au 4ème stade : difficile de se réveiller.

Les personnes qui font des siestes souvent diminuent le temps de sommeil lent, le temps nécessaire à tomber dans un sommeil profond et réparateur est beaucoup plus court donc on va vite regagner de l'énergie.

Le sommeil profond est très réparateur au niveau physiologique.

 

Les rythmes qui permettent de démarquer les différents stades :

- Alpha et bêta: lorsqu'on est réveillé pics rapides au niveau de la fréquence de décharge mais également pour l'état du sommeil paradoxal.

- Thêta: stade 1.

- K : stade 2.

- Delta : synchronisation des neurones, sommeil profond. Ondes lentes et ralentissement au niveau physiologique. Stade 3 et 4. Très récupérateur.

Plus on avance dans les stades et plus les ondes vont se ralentir, se synchroniser.

 

Si on prive un individu de sommeil paradoxal : on ne va pas induire une mort. Le sommeil paradoxal est important pour la consolidation mnésique. Perte neuronale donc effet sur le système nerveux mais pas au niveau physiologique.

Mais si on prive un individu de sommeil en général : peut induite la mort. Si on prive le corps de sommeil lent et essentiellement profond, on va induire la mort car pas de récupération physiologique. Le corps ne peut pas se reposer et défaillance au niveau périphérique du cœur, des poumons... Affaiblissement du corps.

L'activité ralenti pendant le sommeil lent mais lorsqu'on tombe dans le sommeil paradoxal activation de nouveau du rythme cardiaque, souffle + érection chez le mâle pendant le sommeil paradoxal (sert à savoir si le problème d'érection est physiologique ou psychologique en faisant un test).

Récupération fonctionnelle avec le sommeil lent : corps en état de repos, ralentissement du système sympathique, cardiaque.

Plus on a de sommeil paradoxal et plus on va consolider la mémoire. Au fur et à mesure qu'on avance dans l'âge, on perd le sommeil paradoxal = moins de consolidation. Problème chez les Alzheimer ?

 

Sommeil : état naturel récurrent de perte de conscience (mais sans perte de la réception sensitive) du monde extérieur, accompagnée d'une diminution progressive du tonus musculaire, survenant à intervalles réguliers et dont le rôle est encore mal connu. L'alternance veille-sommeil correspond à l'un des cycles fondamentaux chez les animaux : le rythme circadien. Chez l'humain, le sommeil occupe près d'un tiers de la vie. Le sommeil se distingue de l'inconscience (ou coma) par la préservation des réflexes et par la capacité de la personne endormie à ouvrir les yeux et à réagir à la parole et au toucher. Il existe une organisation du sommeil et de ses trois états. Il est question de cycle circadien pour l'alternance entre la veille et le sommeil. Il est question de cycle ultradien pour l'alternance entre le sommeil lent et le sommeil paradoxal. Le sommeil dépend du noyau préoptique ventrolatéral (VLPO). Déclenché par l'accumulation quotidienne d'adénosine, le VLPO envoie aux centres de stimulation le signal d'arrêter la production d'histamine et d'autres substances qui nous tiennent éveillés. On distingue 4 sortes de sommeil :

- Somnolence : (stade 1) est le stade de l'endormissement (transition entre l'éveil et le sommeil) souvent précédé de bâillement. Il est caractérisé par une réduction de la vigilance, du tonus musculaire et de la fréquence cardiaque. Les mouvements musculaires sont lents (les globes oculaires "roulent"). La latence d'endormissement considérée comme normale est inférieure à vingt minutes. Au-delà, il s'agit d'une insomnie. Fait notable, la phase d'endormissement n'est jamais perçue, contrairement au réveil de celle-ci (exemple de l'endormissement lors de la conduite automobile). L'imagerie hypnagogique a souvent lieu pendant la phase I, mais pas toujours. Onde Théta : 3,5 à 7,5 Hz. On parle de somnolence diurne excessive quand elle perturbe la vie du sujet. C'est un syndrome fréquemment associé à l'obésité.

- Sommeil léger : (stade 2) occupe environ 50 % du temps de sommeil total. Le sujet est assoupi, mais il est encore très sensible aux stimuli extérieurs. Ainsi en stade 2, environ 50 % des bons dormeurs et 80 % des mauvais dormeurs pensent ne pas dormir. Onde Théta (3,5 à 7,5 Hz), complexes K, et spindles ou fuseaux (12 à 14 Hz).

- Sommeil profond : (stades 3 et 4) l'activité électrique est constituée d'ondes lentes, les ondes delta (< 3,5 Hz), et les signes vitaux se ralentissent tout en devenant réguliers. Au stade 3 persiste une très discrète activité musculaire et les mouvements oculaires ont quasiment disparu. C'est au stade 4 que peuvent parfois se produire les terreurs nocturnes ou le somnambulisme. C'est à ce moment qu'ont lieu les divisions cellulaires et la production de l'hormone de croissance, d'où l'importance du sommeil chez l'enfant. Le sommeil profond occupe environ 1 heure et 40 minutes au cours d'une nuit moyenne de sommeil, que la personne soit un petit dormeur ou un gros dormeur. Il a tendance à diminuer avec l'âge, au profit du stade 2. C'est la phase la plus importante du sommeil.

- Sommeil paradoxal : (stade 5) au contraire des autres phases, l'activité électrique du cerveau et des yeux est très importante lors du sommeil paradoxal, alors qu'il existe une atonie musculaire (paralysie) quasi totale du reste du corps, en dehors des mouvements oculaires qui surviennent par saccades. Sur l'EEG, l'activité néocorticale est plus proche de celle de l'éveil que celle du sommeil lent, c'est là le "paradoxe". La respiration est irrégulière. Le cœur accélère ou ralentit. On observe une dilatation des organes pelviens et une érection qui peut être suivie d'éjaculation. Cette phase se répète toutes les 90 minutes environ, et sa durée s'allonge avec la succession des cycles du sommeil, pour devenir maximale en fin de nuit. C'est la période propice aux rêves (mais aussi aux cauchemars), bien que les rêves puissent survenir pendant le sommeil lent. Le sommeil paradoxal correspond environ à 20-25 % du temps total de sommeil. Le souvenir des rêves a longtemps été associé avec la présence de sommeil paradoxal. En réalité, on pense aujourd'hui qu'il est possible qu'il n'y ait pas qu'un seul stade du sommeil où nous serions en train de rêver. Les enregistrements polygraphiques (EEG, EMG et EOG) ont permis de montrer une certaine corrélation entre le rêve et le sommeil paradoxal. Des études ont été faites en réveillant plusieurs individus à différents stades du sommeil. Elles ont montré que la qualité du souvenir de leur rêve est fonction du stade auquel ils sont réveillés. En effet, les sujets réveillés au cours de leur sommeil paradoxal se souviennent avec beaucoup plus de détails de leur rêve, tandis que si on les réveille au cours du sommeil lent, ils s'en souviennent de façon très floue, ou n'en gardent aucun souvenir précis. Les études ont également montré que l'importance du mouvement oculaire, l'augmentation du rythme cardiaque et l'intensité du rêve sont corrélés. Ces études ont conclu que 80 % des rêves se produisent pendant le sommeil paradoxal. Cependant, les activités oniriques peuvent également avoir lieu pendant certains stades du sommeil lent. Il ne faut donc pas superposer les termes "rêve" et "sommeil paradoxal".

 

 

II. L’éveil.

 

 

1. Les voies de l’éveil :

 

Activité électrique rapide, de faible amplitude

EEG : rythme rapide de faible amplitude. L'éveil est induit par l'activité de plusieurs réseaux et systèmes :

- Excitation d’un système → tous.

- Inactivation d’un système → récupération.

Deux :

- Voie réticulo-thalamo-corticale : celle qui va plonger dans le sommeil, active les noyaux mésopontins cholinergiques, la formation réticulée mésencéphalique (neurones à asparte/glutamate) et le thalamus → voie dorsale.

- Voie réticulo-hypothalamo-corticale : celle qui maintient en éveil, se projette vers l’hypothalamus postérieur et le noyau de Meynert du télencéphale basal (neurones à acétylcholine) → voie ventrale.

En plus d’être à l’origine de l’éveil, plusieurs des noyaux de ces deux voies utilisant l’acétylcholine et le glutamate comme neurotransmetteur sont en partie responsables de l'activation corticale du sommeil paradoxal.

 

 

Noyau basal de Meynert (NBM) : structure nerveuse de la substantia innominata située à la base du cerveau (d'où son nom). Les neurones du NBM innervent l'ensemble du cerveau en neurotransmetteur acétylcholine. Le NBM participe à la régulation des niveaux d'éveil et de vigilance et au contrôle des cycles veille/sommeil. Les neurones du NBM sont atteints dans diverses maladies neurodégénératives comme la maladie d'Alzheimer ou la maladie de Parkinson et dans certaines démences associées.

 

Si on stimule le thalamus chez l'animal, on induit un sommeil paradoxal.

Si on stimule le système réticulaire activateur (plus en amont) chez un animal qui dort, on va le réveiller.

Formation réticulée au niveau du pont, au niveau du bulbe rachidien projette au niveau de l'hypothalamus puis projection sur le cortex = circuit de l'éveil. Voie réticulo-hypothalamo-corticale.

 

 

Inhibition du système thalamique lorsqu'on est en éveil pour éviter l'endormissement.

Le relais de la formation réticulée : permet de rester en éveil face à des stimulations.

Mésencéphale, au dessus du tronc, premier relais du système extérieur. Toutes les stimulations venant des nerfs périphériques vont stimuler ce système là et vont maintenir en éveil. Du moment où il y a des stimulations de l'extérieures captées, il y aura stimulation par le système périphérique de cette voie.

Coma profond si on sectionne la formation réticulée et irréversible. Les lésions du tronc cérébrale sont associés au sommeil voir coma.

 

 

Formation réticulée (ou formation réticulaire) : structure nerveuse du tronc cérébral à l'interface des systèmes autonome, moteur et sensitif. Phylogénétiquement, la formation réticulée est l'une des plus anciennes structures nerveuses du tronc cérébral, lui-même étant ce qu'on peut considérer comme un des centres les plus primitifs du système nerveux central. Elle intervient dans la régulation de grandes fonctions vitales (comme les cycles veille-sommeil), le contrôle d'activités motrices réflexes ou stéréotypées, comme la marche ou le tonus postural et dans des fonctions cognitives telles que l'attention. De par son rôle central dans la régulation de la vigilance, les lésions de la formation réticulée entraînent souvent un coma. La formation réticulée est située sur toute la longueur du tronc cérébral entre les grands faisceaux ascendants et descendants. Elle se présente sous la forme d'un tissu nerveux organisé dans son grand axe en trois bandes de corps cellulaires (médiane et paramédiane gauche et droite) eux-mêmes constitués en îlots de neurones densément connectés par de la substance blanche, d'où le terme réticulé qui vient du latin réticulum, réseau. Elle occupe les espaces laissés libres par les formations spécifiques (pédoncules cérébraux, protubérance annulaire, bulbe rachidien), mais n'a pas de limites anatomiques bien définies. L’influence activatrice de la formation réticulée et autres structures sous-corticales sont transmises au cortex cérébral par deux types de projections : la voie thalamocorticale et la voie extrathalamique.

- Formation réticulée ascendante (FRA) : reçoit des afférences sensitives et motrices et se projette à la fois sur le cortex cérébral et sur les noyaux du thalamus et de l'hypothalamus. Large région passant au milieu du tronc cérébral, va de la périphérie au centre. Stimuli sensoriels vont induire un état d'éveil grâce aux synapses sur cette formation réticulée.

- Formation réticulée descendante : projette des efférences vers le cervelet et vers les voies sensorielles.

 

Formation réticulée ascendante : Puisqu'il y a des informations qui viennent en même temps de pleins de système, activation de manière séquentielle par différentes afférences = désynchronisation au niveau de l'EEG et maintient d'éveil. Les systèmes sont actifs en permanences.

Lésion → coma = état de profonde perte de conscience.

 

 

2. Les circuits de l’éveil :

 

Activés par des stimulations externes et internes :

- Externe : afférences sensorielles.

- Interne : végétatives, émotives.

Différents neurotransmetteurs interviennent pour assurer l’éveil.

 

a. Sérotonine :

 

Activité de la sérotonine (5-HT) : état de dépression = déficience de la sérotonine.

Sécrétée par des neurones du noyau du raphé antérieur. Se projette sur l’hypothalamus et le cortex.

- Elle va activer (excitateur) le système hypothalamique avec le noyau suprachiasmatique (voie réticulo hypothalamo corticale = voie ventrale) = laisse en éveil.

- La sérotonine inhibe le thalamus = voie dorsale inhibée donc on ne s’endort pas.

Le noyau suprachiasmatique est la principale structure de l’horloge biologique.

 

 

Sérotonine (5-hydroxytryptamine (5-HT)) : monoamine, servant de neurotransmetteur dans le système nerveux central. Elle est majoritairement présente dans l'organisme en qualité d'hormone locale (ou autacoïde). Sa part dans le cerveau où elle joue le rôle de neurotransmetteur ne représente que 1 % du total du corps, mais elle y joue un rôle essentiel pour l'entretien de l'homéostasie du cerveau. Tout comme l'adrénaline, la noradrénaline et l'histamine, elle joue donc un double rôle d'hormone et de neuromédiateur du système nerveux central. Elle est impliquée dans la régulation du cycle circadien, dans le noyau suprachiasmatique (SCN), siège de l'horloge circadienne et « dans divers désordres psychiatriques tels que stress, anxiété, phobies, dépression. Il est ainsi la cible de certains outils thérapeutiques utilisés pour soigner ces pathologies mais il est aussi celle de produits toxiques qui en modifient l'activité (par exemple l'ecstasy). »

Si on bloque les neurones de la sérotonine chez le chat, on induit des insomnies : paradoxe : la sérotonine décharge en continue pendant l'état d'éveil mais elle est un peu comme la mélatonine, il y a activation pendant l'éveil et va induire le sommeil par la suite.

Nn 5HT déchargent régulièrement (1-2 Hz), comme une horloge.

Chez les personnes dépressives, insomnies = dysfonctionnement au niveau du système sérotoninergique.

Si on administre un précurseur de la sérotonine au niveau du noyau suprachiasmatique de l'hypothalamus, on retrouve un sommeil normal.

Au court de la journée, sécrétion et accumulation de sérotonine qui va induire le sommeil en fin de journée.

 

b. Noradrénaline :

 

 

Noradrénaline (ou norépinephrine) : composé organique qui joue le rôle d'hormone adrénergique et de neurotransmetteur. C'est une catécholamine comme la dopamine ou l'adrénaline. Elle est principalement libérée au niveau du tronc cérébral et par les fibres nerveuses du système nerveux orthosympathique (ou sympathique) et agit comme neurotransmetteur au niveau des organes effecteurs. Elle est également le précurseur métabolique de l'adrénaline. Elle est aussi libérée par les médullosurrénales et agit comme hormone. Elle joue alors un rôle dans l'excitation, l'orientation de nouveaux stimuli, l'attention sélective, la vigilance, les émotions, le réveil et le sommeil, le rêve et les cauchemars, l'apprentissage et le renforcement de certains circuits de la mémoire impliquant un stress chronique. Que ce soit en tant qu'hormone ou neurotransmetteur, la noradrénaline agit sur les mêmes récepteurs, dits récepteurs adrénergiques alpha et bêta, tous couplés aux protéines G trimériques. Sécrétée par locus coeruleus (noyau). Se projette sur les noyaux amygdaliens, l’hippocampe et le cortex. La noradrénaline est sécrétée pour mettre en activité. La noradrénaline va activer le système ventrale comme la sérotonine = activation de la voie réticulo hypothalamo corticale ventrale et inhibition du thalamus.

- Gère le système sympathique au niveau périphérique = état d'éveil.

- Système parasympathique au niveau périphérique = état de sommeil = acétylcholine.



18/04/2013
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