Une étude financée par les NIH déclenche les bienfaits du sommeil dans des cerveaux éveillés

Des scientifiques ont démontré que les bienfaits réparateurs du sommeil peuvent être induits dans des régions cérébrales localisées alors qu'un animal reste pleinement éveillé, une découverte qui pourrait remodeler la compréhension de la raison pour laquelle les organismes ont besoin de dormir et ouvrir la voie à de nouveaux traitements pour le coût cognitif du manque de sommeil.

Imiter le sommeil profond chez des souris éveillées

L'étude, publiée lundi dans Nature Neuroscience, a été dirigée par Chiara Cirelli à l'Université du Wisconsin-Madison et financée par les National Institutes of Health (NIH). En utilisant la stimulation optogénétique et des souris génétiquement modifiées, l'équipe a induit les schémas rythmiques de décharge marche/arrêt caractéristiques du sommeil sans mouvements oculaires rapides (NREM) dans des zones corticales ciblées pendant des sessions de 30 minutes, tandis que le reste du cerveau restait alerte et réactif à l'environnement.nih+2

Le sommeil NREM, qui représente environ 80 pour cent du sommeil humain adulte, est connu pour être la phase durant laquelle le cerveau consolide les souvenirs et recalibre les synapses. Pendant les périodes marche/arrêt induites, les neurones dans les régions stimulées alternaient entre décharge active et silence, reproduisant étroitement les oscillations à ondes lentes qui se produisent pendant le sommeil profond naturel.bioengineer

Compenser la privation de sommeil

Les résultats ont été frappants. Les souris ayant reçu une stimulation bilatérale sur les cortex moteur et somatosensoriel pendant la privation de sommeil ont maintenu des performances de mémoire tactile comparables à celles d'animaux bien reposés. Celles privées de sommeil sans stimulation ont montré des déficits de mémoire clairs. De plus, les souris ayant subi une stimulation unilatérale ont montré une activité d'ondes lentes réduite dans la région stimulée pendant le sommeil naturel ultérieur, suggérant que les cycles marche/arrêt artificiels avaient localement satisfait les besoins réparateurs du cerveau.biorxiv+2

L'effet dépendait du schéma oscillatoire lui-même plutôt que d'une simple suppression de l'activité neuronale, remettant en question les hypothèses antérieures sur ce qui rend le sommeil réparateur.bioengineer

Implications pour la santé humaine

Amy Bany Adams, directrice par intérim de l'Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux des NIH, a déclaré que ces résultats rapprochent les chercheurs d'interventions qui pourraient prévenir ou atténuer le déclin cognitif tout au long de la vie. L'équipe envisage de transposer l'approche aux humains grâce à des techniques de stimulation transcrânienne non invasives, offrant potentiellement un soulagement aux personnes souffrant de privation chronique de sommeil, d'horaires de travail postés ou de maladies neurodégénératives qui perturbent l'architecture du sommeil.bioengineer

« Induire une activité MARCHE/ARRÊT pendant l'éveil est suffisant pour réduire le besoin local de sommeil et remplit les fonctions essentielles du sommeil », ont conclu les chercheurs.nature+1