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Decoding neural circuits controlling sleep drive and sedation

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Comprendre les mécanismes du sommeil

De nouvelles recherches révèlent le rôle important que jouent les «centres de sommeil» répartis tout au long du cerveau pour assurer une nuit de repos.

Recherche fondamentale

Rien ne vaut une bonne nuit de sommeil. Pourtant, même si nous passons en moyenne un tiers de notre vie à dormir, nous en savons encore très peu sur ce processus, notamment sur les raisons pour lesquelles nous en avons besoin et sur la façon dont le corps le régule. «Nous savons que le sommeil est un état essentiel et banal qui implique une perte de conscience réversible», explique Wei Ba, titulaire d’une bourse du programme Actions Marie Skłodowska-Curie et chercheuse à l’Imperial College of Science, Technology and Medicine. «Cependant, les mécanismes de régulation précis qui sous-tendent le sommeil restent insaisissables, en particulier au biologie (niveau du réseau).» Avec le soutien du projet DNCSS, financé par l’UE, Wei Ba mène des recherches destinées à mieux comprendre comment le cerveau contrôle le sommeil au niveau du réseau neuronal.

Faire la sieste

Lorsqu’il s’agit de faire un petit somme, les mammifères sont étonnamment semblables. Selon Wei Ba, le sommeil chez les mammifères se décompose en deux phases: le sommeil paradoxal (sommeil REM pour «rapid eye movement») et le sommeil à mouvements oculaires non rapides (sommeil NREM). En étudiant l’activité cérébrale, la biologie moléculaire et le comportement général des souris durant ces deux phases, Wei Ba a réussi à identifier un nouveau réseau spécifique au sommeil paradoxal dans le cerveau des mammifères. «Cette découverte fait considérablement progresser notre compréhension du mécanisme fondamental du sommeil paradoxal», explique Wei Ba. «Elle offre également une opportunité unique de découvrir de nouvelles fonctions biologiques du sommeil paradoxal en ciblant ce réseau spécifique.» Un autre résultat important du projet concerne le sommeil NREM. «Pour la première fois, nous avons capturé des ensembles neuronaux réagissant à la pression de sommeil, situés dans le tronc cérébral in vivo, et nous avons décrit leur rôle régulateur dans le sommeil NREM et dans la manière dont nous nous remettons d’une privation de sommeil», souligne Wei Ba. La pression de sommeil est la réponse biologique qui nous donne envie de dormir. Les chercheurs ont également observé que les neurones régulateurs du sommeil situés dans le mésencéphale, également appelé tronc cérébral, contribuent aux maladies psychiatriques. «Cette découverte révèle qu’un manque de sommeil peut modifier le point de référence d’une activité mentale et physique normale et pourrait conduire à des comportements de type maniaque», ajoute Wei Ba.

La recette d’une bonne nuit de sommeil

Le projet DNCSS a permis d’étendre considérablement la cartographie du réseau neuronal de régulation du sommeil. «Les neurones régulateurs du sommeil ne sont pas limités aux centres traditionnels de régulation du sommeil tels que l’hypothalamus ou le tronc cérébral», explique Wei Ba. «Ils se trouvent dans différentes régions du cerveau, ce qui semble être la recette d’une bonne nuit de sommeil.» Wei Ba envisage de continuer à analyser si, et comment, ces centres modulent le sommeil dans diverses conditions. Ces recherches pourraient servir de base au traitement des troubles aigus ou chroniques du sommeil, et notamment de la démence. «On sait depuis longtemps que les patients atteints de démence manifestent des troubles du sommeil à un stade précoce», conclut Wei Ba. «En surveillant et en comparant les réseaux neuronaux identifiés dans ce projet, nous espérons mieux comprendre comment le sommeil est affecté dans les cas de démence et si un sommeil de mauvaise qualité exacerbe la maladie.»

Mots‑clés

DNCSS, sommeil, pression de sommeil, cerveau, activité cérébrale, sommeil paradoxal, REM, sommeil à mouvements oculaires non rapides, NREM, neurones, démence

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