À propos du sommeil

Extrait traduit du numéro du 18 octobre 2013 du magazine Science 18 October 2013: Vol. 342 no. 6156 pp. 373-377

Le sommeil permet le nettoyage métabolique du cerveau adulte

L’existence d’un état de sommeil chez toutes les espèces animales suggère que le sommeil sert une fonction vitale. L’article mentionné rapporte que le sommeil est une fonction essentielle pour assurer l’équilibre métabolique de notre organisme. 

Dans les expériences relatées, effectuées chez des souris, les scientifiques montrent que le sommeil naturel ou l’anesthésie sont associés à une augmentation de 60 % de l’espace entre les cellules, ce qui conduit à une augmentation frappante des échanges par convection du fluide cérébro-spinal (liquide baignant notre cerveau et notre moelle épinière) et le fluide interstitiel. 

Par suite, la convection du fluide interstitiel augmente le taux d’élimination de la peptide β-amyloïde (dont un taux important est un des symptômes de la maladie d’Alzheimer et de l’angiopathie amyloïde) pendant le sommeil. Ainsi, la fonction de récupération du sommeil peut être une conséquence de la meilleure élimination de déchets potentiellement neuro-toxiques accumulés dans le système nerveux central en éveil.

Sortir les poubelles

La fonction du sommeil reste mystérieuse. Grâce à une imagerie de pointe à deux photons in vivo pour comparer deux états d’éveil chez les mêmes souris, les scientifiques qui ont conduit les expériences ont découvert que les déchets métaboliques de l’activité neurologique sont évacués dans un cerveau endormi à un taux plus rapide que dans un état éveillé. Une telle découverte suggère une explication mécanique de la fonction de régénération par le sommeil, en plus de ses effets détaillés sur la consolidation de la mémoire.

Pour aller un peu plus loin, voici des extraits traduits d'un article de James Gallagher sur le site de la BBC sur le sujet :

Le sommeil « nettoie » les toxines du cerveau

Une équipe du Centre médical de l’Université de Rochester est convaincue que ce « ménage » pourrait être une des raisons principales du sommeil.

La chercheuse Maiken Nedergaard explique : « Le cerveau a seulement une énergie limitée à sa disposition et il semble devoir choisir entre deux états fonctionnels différents et incompatibles. On peut envisager cela comme une fête à la maison. On peut soit divertir ses invités, soit ranger sa maison, mais pas vraiment faire les deux à la fois. »

La plomberie

Leurs découvertes ajoutent à celle de l’année dernière sur le réseau d’irrigation propre au cerveau (appelé système glymphatique) qui évacue les déchets hors du cerveau. Les scientifiques qui ont mis en images le cerveau des souris ont montré que le système glymphatique devient 10 fois plus actif quand les souris dorment.

Certaines cellules du cerveau rétrécissent pendant le sommeil, augmentant ainsi l’espace interstitiel entre les cellules cérébrales, ce qui permet à son tour à plus de fluide d’être pompé pour évacuer les toxines.

Le professeur Nedergaard a déclaré à la BBC : « Tout ceci n’est que pure spéculation mais il semble que le cerveau perd beaucoup d’énergie pour pomper de l’eau à travers le cerveau et cela est probablement incompatible avec le traitement de l’information. » Elle a ajouté que la véritable signification de ces découvertes ne serait connue qu’après des études cliniques chez l’humain, mais qu’effectuer des expériences similaires dans une machine IRM serait relativement aisé.

De nombreuses pathologies qui conduisent à une perte des cellules cérébrales, telles que la maladie d’Alzheimer ou de Parkinson, sont caractérisées par une augmentation des protéines endommagées dans le cerveau.

La fondation Alzheimer Research UK a déclaré que davantage de recherches seraient nécessaires pour déterminer si un système endommagé d’évacuation des déchets du cerveau peut entraîner des pathologies comme la démence, mais que de telles découvertes ouvrent une « nouvelle voie potentielle pour la recherche. »

édité de http://www.urmc.rochester.edu/