Pourquoi dormir ?

2005/07/01 Agirre Ruiz de Arkaute, Aitziber - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Anatomia/Fisiologia

Les neurobiologistes, en gardant les rats de laboratoire éveillés, voient leur santé s'aggraver rapidement. Ils commencent à maigrir, perdent la capacité de maintenir la température corporelle, le système immunitaire donne des problèmes et augmente les infections. En fin de compte, 20 jours les rats meurent par insomnie, le même temps qu'ils ont besoin pour mourir de faim.

Dormir n'est donc pas un caprice du corps ; l'organisme est indispensable pour survivre. Neuroscientifiques, physiologistes, zoologistes et psychologues étudient depuis cinquante ans la véritable fonction du sommeil et ne l'ont pas encore résolu.

Le doute est que le rêve est pour le cerveau. Les animaux dorment, mais pas les plantes. Et les autres organes des animaux n’ont pas non plus de « sommeil » : ni poumons, ni foie, ni autres organes.

Est-ce que
le sommeil sert à récupérer l'énergie ou changer les connexions entre les neurones du cerveau?

Selon certains chercheurs, la fonction de base du sommeil est de récupérer l'énergie perdue pendant la journée. La période de sommeil est un moment de faible demande métabolique et peut être utilisé par les neurones pour résoudre la pénurie d'énergie provoquée par l'intense activité quotidienne. Dans les cellules, l'énergie est stockée dans la molécule d'ATP, et comme l'énergie est dépensée, les molécules d'adénosine qui se cassent et se détachent d'elle commencent à s'accumuler hors de la cellule. Les neurones profitent de la période du sommeil pour réintroduire cette adénosine dans la cellule et récupérer les réserves d'ATP.

Mais pendant que nous dormons, le taux métabolique est réduit de seulement 15% par rapport au moment où nous sommes réveillés et arrêtés. Ainsi, cette énergie que nous gagnons quand nous dormons, nous pourrions la récupérer en mangeant un peu plus, sans avoir à dormir environ 25 ans de notre vie. Le rêve doit nécessairement être un phénomène plus complexe, car tout au long de l'évolution toutes les espèces animales l'ont maintenu.

Les hypothèses les plus récentes indiquent le sommeil comme un processus d'apprentissage.

Hypothèses plus récentes indiquent que le rêve est lié au processus d'apprentissage. Les chorizos, par exemple, lorsqu'ils étudient le chant, activent certaines zones du cerveau. Lorsqu'ils sont endormis, ils répètent le même schéma d'activation neuronale : les zones utilisées pendant la journée dans le cerveau sont à nouveau activées, bien que la nuit les oiseaux ne produisent aucun son. C'est comme si vous rêviez tout en chantant.

Le même phénomène a été observé avec d’autres espèces animales qui apprennent n’importe quelle nouvelle action: la nuit ‘se remémore’. Pour cette raison, de nombreux scientifiques pensent qu'il est temps de fixer la mémoire, d'affermir ce qu'ils ont appris pendant la journée.

Les chercheurs étudient la fonction du sommeil depuis 50 ans et ne le savent pas encore.

Les neurobiologistes ont étudié les cerveaux des personnes qui dormaient et ont vu que, même si les muscles se déplaçaient très peu, les neurones ont une activité énorme. Mais à quoi sont-ils consacrés ?

Pendant la journée, quand nos yeux voient quelque chose, nos oreilles entendent quelque chose ou notre nez pot quelque chose, les neurones reçoivent et apportent cette information jusqu'au cerveau. Et précisément, comme l'information doit être transmise d'un neurone à l'autre, les relations entre les neurones — les synapses — sont la clé de l'échange d'information. Par conséquent, il semble que lorsque nous dormons, nous examinons les liens neuronaux créés lorsque nous sommes éveillés et ceux qui sont utiles sont sauvegardés et ceux qui sont mal formés sont détruits. La plasticité des neurones pendant le sommeil est la clé de la capacité à apprendre de nouvelles choses.

Bon moment du sommeil

Étant neurones les protagonistes du rêve, les scientifiques ont analysé dans quelle phase du rêve se produit ce réajustement des synapses. En fait, la phase REM et la phase NREM se produisent alternativement pendant le sommeil, une phase avec une activité cérébrale élevée et une autre phase d'onde lente.

Depuis toujours, il a été donné plus d'importance à la phase REM, d'une part parce que c'est quand nous rêvons et, d'autre part, parce qu'il a toujours été considéré comme fondamental pour consolider l'apprentissage. Mais les dernières recherches des neurobiologistes ont montré que la plasticité des neurones se produit dans la phase NREM, éliminant le protagonisme absolu des rêves.

Pas de sommeil

Les scientifiques ont fait de nombreuses tentatives pour vérifier comment le circuit des neurones a influencé la capacité d'apprendre de nouvelles informations. Plusieurs personnes ont étudié la capacité d'apprendre de nouveaux mots, comparant ceux qui ont dormi pendant des heures et ceux qui n'ont rien dormi.

Selon les dernières études, il semble que lorsque
nous dormons, nous examinons les liens neuronaux qui
se produisent lorsque nous sommes éveillés et ceux qui sont utiles sont enregistrés et ceux qui
sont mal formés sont détruits.

Dans ces études, il est observé que les personnes qui n'ont pas dormi doivent utiliser plus
de zones du cerveau pour apprendre des mots, moins endormis moins de champs, plus de champs. Les chercheurs croient que dans les cas où ce renouvellement ne se produit pas dans les circuits neuronaux, le cerveau doit utiliser d'autres champs pour apprendre.

Même si le réajustement neuronal a une grande influence sur la capacité d'apprentissage, il est encore question que la plasticité des neurones est la principale fonction du sommeil. Et, selon ce que nous avons appris tout au long de la journée, si seulement une partie du cerveau renforce les synapses, pourquoi faut-il dormir tous les soirs pour d'autres zones du cerveau et pour le corps?

La consolidation synaptique peut consister en un bénéfice secondaire de la phase NREM, en quelque sorte, dans le sous-produit d'un processus conçu pour d'autres tâches, tout comme la récupération métabolique des neurones. Pour le moment, le sommeil reste un processus physiologique totalement sombre.

Un demi-sommeil, un demi-éveillé

Les dauphins ont cherché une solution à la nécessité d'être toujours éveillés en mer : au lieu de tout le cerveau, seul un hémisphère dort. Alternativement ils réalisent des montées courtes, d'abord l'hémisphère droit et puis le gauche. Ils peuvent ainsi continuer à respirer normalement.

Pour ne pas se noyer, les hémisphères cérébraux des dauphins dorment alternativement. Peu de mammifères possèdent cette capacité.

Parmi les oiseaux est commun le rêve hémisphérique, indispensable pour espionner les prédateurs. Il semble très pratique. Mais il est totalement inhabituel chez les mammifères : seuls les dauphins, cétacés et lamantins ont cette capacité. Son utilisation est surprenante, si l'on considère que les précurseurs des mammifères, les reptiles, ont également eu cette capacité, et pourtant les mammifères n'ont pas évolué. Cette perte met en évidence l'existence possible d'une raison pour laquelle l'évolution ne favorise pas le rêve unihémisphérique, et peut-être seulement la peine dans des formes de vie très extrêmes.