Il est facile de demander : « Pourquoi dormir ? ». Mais on peut aussi retourner la question dans tous les sens : « Pourquoi s’éveiller ? » Nous avons besoin d’être éveillés, entre autres raisons, pour trouver et manger de la nourriture, boire de l’eau, échapper au danger, nous reproduire et faire de l’exercice. Mais nous avons besoin de dormir pour rétablir notre système immunitaire, nous défendre contre le cancer, consolider notre mémoire et évacuer les toxines de notre cerveau. La plupart des adultes ont besoin de sept à neuf heures de sommeil pour être en bonne santé. Si vous n’obtenez pas cette quantité, il convient de se demander si ces heures d’éveil supplémentaires sont vraiment plus importantes que votre santé.
Mais qu’est-ce que le sommeil ? Le sommeil est un état naturel du cerveau qui se reproduit quotidiennement, pendant lequel notre conscience et notre réactivité aux vues et aux sons de l’environnement s’estompent. Mais le sommeil est différent de l’anesthésie générale, qui induit une perte totale de conscience lorsqu’elle est administrée correctement. Bien que les anesthésistes soient censés « endormir » les patients avant l’opération, ceux-ci déclarent souvent ne pas avoir conscience du temps qui s’est écoulé depuis qu’ils ont été anesthésiés. En outre, le sommeil est ponctué de périodes régulières de conscience connues sous le nom de sommeil à mouvements oculaires rapides (REM).
Le sommeil peut être divisé en deux périodes : le sommeil paradoxal et le sommeil non paradoxal (NREM). Le sommeil paradoxal est fortement associé au rêve. Cependant, nous savons maintenant que la plupart des réveils du sommeil NREM sont également accompagnés de rapports de rêves. Le sommeil NREM se compose de quatre stades de sommeil de plus en plus profond. À chaque stade, les neurones augmentent leur coordination – appelée synchronisation – ce qui entraîne des ondes cérébrales de très grande amplitude et de fréquence lente qui peuvent être enregistrées sur le cuir chevelu à l’aide d’une technique appelée EEG. Comme on peut le voir dans le tracé en escalier d’un hypnogramme, le cycle repart ensuite, la synchronisation entre les neurones se relâchant jusqu’à ce que le cerveau atteigne le sommeil paradoxal.
Pendant le sommeil paradoxal, le cerveau a des hallucinations (c’est-à-dire des rêves) dans un corps paralysé, et l’activité EEG enregistrée à partir du cuir chevelu ressemble à celle observée pendant l’éveil. L’atonie, ou perte complète du tonus musculaire, nous empêche de réaliser nos rêves et de nous blesser pendant le sommeil. Lorsque l’atonie et le sommeil paradoxal ne concordent pas, il en résulte souvent des parasomnies ou des troubles du sommeil et du comportement. Par exemple, des lésions des circuits du tronc cérébral qui régulent l’atonie peuvent provoquer un trouble du comportement en sommeil paradoxal, un trouble du sommeil dans lequel les individus agissent en fonction de leurs rêves, ce qui entraîne parfois des blessures accidentelles pour eux-mêmes ou pour les autres. (Bien que le trouble du comportement en sommeil paradoxal puisse ressembler au somnambulisme, il s’agit en fait d’une parasomnie distincte). La paralysie du sommeil, qui est l’état opposé, se produit lorsque l’atonie se superpose à l’éveil, ce qui fait qu’une personne se réveille dans son lit, brièvement incapable de bouger ou de parler. La paralysie du sommeil n’est pas une parasomnie en soi – elle se produit dans le cadre d’autres parasomnies, mais aussi chez de nombreux individus en bonne santé.
Rester éveillé est un travail difficile. L’état d’éveil n’est pas l’état par défaut du cerveau, mais plutôt le résultat exceptionnel de l’aiguillonnage du cortex par le tronc cérébral avec un cocktail de neurotransmetteurs, dont le glutamate, l’acétylcholine, la sérotonine et la norépinéphrine. Ces neurotransmetteurs sont acheminés vers le cortex par le système d’activation ascendant (SAA) du tronc cérébral. Le SAA est un ensemble de noyaux, ou groupes de corps cellulaires, portant des noms exotiques comme locus coeruleus et raphe nucleus. Plus précisément, ces noyaux projettent largement des neurotransmetteurs particuliers vers des cibles situées dans le cortex cérébral. Nombre de ces projections atteignent également le thalamus, deux lobes de la taille d’une noix qui servent de portes nacrées au cortex. En coupant les projections de ces noyaux, on plonge le cerveau dans un sommeil irréversible.
Qu’est-ce qui éteint le SAA quand on dort ? L’adénosine, la même molécule qui est bloquée par la caféine du thé ou du café, s’accumule dans le cerveau pendant l’éveil et bloque les composants du SAA, ce qui nous donne une sensation de sommeil. Mais l’adénosine n’est pas le seul facteur qui régule le sommeil. Le noyau suprachiasmatique est une région de l’hypothalamus, un centre de régulation du cerveau, qui se trouve au-dessus du chiasma optique, l’endroit où les nerfs optiques se croisent à partir de chaque œil. Les neurones du noyau suprachiasmatique reçoivent des informations des cellules de la rétine de l’œil qui indiquent au cerveau quand il fait jour. Cela permet à votre cerveau de synchroniser le sommeil avec la nuit, mais il peut être facilement trompé par la lumière artificielle, comme la lumière de votre smartphone avant de vous endormir. Une autre partie de l’hypothalamus, le noyau tubéromammillaire, semble réguler l’état d’éveil en utilisant le neurotransmetteur histamine. C’est pourquoi les médicaments antihistaminiques tels que les médicaments contre les allergies présentent souvent la somnolence comme effet secondaire.
Votre cerveau travaille dur pour vous offrir repos et restauration chaque nuit. Malheureusement, des devises telles que « Je dormirai quand je serai mort » accélèrent la maladie d’Alzheimer et d’autres maladies mortelles en permettant aux produits chimiques toxiques de s’accumuler dans le cerveau. Contrairement à la sagesse populaire, le sommeil n’est pas le cousin de la mort, mais un élément essentiel de la vie.
Ce billet est initialement paru sur Knowing Neurons.