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Études: qu'arrive-t-il au cerveau pendant le sommeil?

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Changements synaptiques déchiffrés pendant le sommeil
Pourquoi avons-nous besoin de sommeil et que se passe-t-il dans notre cerveau pendant les périodes de repos? Des questions auxquelles on ne peut répondre sans équivoque à ce jour. Des chercheurs de l'hôpital universitaire de Fribourg ont maintenant découvert comment le cerveau crée de l'espace pour de nouvelles informations pendant le sommeil.

Pourquoi les humains et les animaux dorment, n'est toujours pas clair, selon un message de l'hôpital universitaire de Fribourg. "L'équipe de recherche dirigée par le professeur Dr. Christoph Nissen, directeur médical du laboratoire du sommeil de la Clinique de psychiatrie et de psychothérapie du Centre médical universitaire de Fribourg, a cependant pu prouver dans son étude actuelle que «pendant le sommeil, l'activité générale des connexions des cellules nerveuses appelées synapses est réduite.» Le cerveau s'écarte pratiquement pendant le sommeil. et ainsi créer un nouvel espace pour stocker des informations. Les chercheurs ont leurs résultats dans la revue "Nature Communications".

Activité des synapses examinées
Dans le cadre de leur étude, les chercheurs ont d'abord examiné l'activité générale des synapses dans le cerveau, également connue sous le nom de force de connexion totale. À cette fin, une zone spécifique du cerveau, responsable du contrôle d'un muscle du pouce, a été stimulée à l'aide d'une bobine magnétique au-dessus de la tête du sujet de test. La force de connexion pourrait être vérifiée par cette soi-disant stimulation magnétique transcrânienne (TMS). Les chercheurs ont découvert qu'après la privation de sommeil, un stimulus significativement plus faible déclenche une contraction du muscle. C'est le signe d'une puissance de connexion synaptique plus élevée.

La force synaptique totale augmente pendant la journée et diminue pendant le sommeil
À l'aide de mesures d'électroencéphalographie (EEG), les chercheurs ont également évalué les différentes fréquences des ondes cérébrales. La privation de sommeil a entraîné une augmentation significative des ondes dites thêta, rapporte l'hôpital universitaire de Fribourg. Des études antérieures sur des animaux et des humains savent que c'est un autre signe d'une augmentation de la force synaptique globale. Selon le professeur Nissen, «le sommeil diminue la force globale des synapses du cerveau pendant la journée», tandis que «après la privation de sommeil, l'activité reste à un niveau élevé».

La plasticité synaptique est une base importante pour l'apprentissage
La plupart des connexions synaptiques sont affaiblies au cours du sommeil, certaines même complètement rompues, rapportent les scientifiques. Seules les synapses importantes resteraient ou même seraient renforcées. De cette façon, le cerveau libère de l'espace pour stocker de nouvelles informations. Cette adaptabilité est connue sous le nom de plasticité synaptique et constitue une base importante pour l'apprentissage et le traitement flexible de l'information. Selon les chercheurs, la dégradation économise également «de l'espace et de l'énergie, puisque les deux sont largement requis par les points de connexion dans le cerveau».

Le manque de sommeil conduit à un état de satiété
Lorsque des informations sont enregistrées pendant la journée, les synapses dans le cerveau sont renforcées ou nouvellement créées. Dans l'étude actuelle, des preuves ont été fournies pour la première fois que «le sommeil régule à nouveau les synapses et crée ainsi un espace pour de nouvelles informations», déclare le professeur Dr. Lentes. "Alors le cerveau se nettoie en dormant", souligne l'expert. Si ce processus est empêché par le manque de sommeil, le cerveau deviendra saturé. «Les synapses ne peuvent alors plus être suffisamment renforcées ou reconstruites. L'apprentissage et le traitement flexible de l'information sont par conséquent difficiles », poursuit Nissen.

Mécanisme de protection contre les surcharges
Dans leurs investigations, les chercheurs ont également pu déterminer que l'organisme humain est protégé contre les surcharges. Pour la première fois, des indications d'un principe ont été découvertes chez l'homme "qui garantit un traitement permanent du stimulus, la plasticité dite homéostatique", selon la clinique universitaire de Fribourg. Si les synapses sont déjà actives au maximum en raison de longues phases d'éveil, de nouveaux stimuli ou informations ne conduisent pas à un renforcement, mais plutôt à un affaiblissement des connexions des cellules nerveuses, rapportent les chercheurs. Les stimuli nouvellement arrivés seraient alors à nouveau traités normalement. «On peut supposer que pratiquement toutes les fonctions du cerveau sont affectées, telles que la régulation des émotions, la concentration ou l'apprentissage», explique le professeur Nissen.

Pourquoi certaines personnes font-elles mieux face au manque de sommeil?
Selon le Centre médical universitaire de Fribourg, les chercheurs «ont continué à trouver des preuves que le facteur de croissance BDNF (facteur neurotrophique dérivé du cerveau) joue un rôle important dans la régulation de l'activité synaptique.» Bien que l'on sache que le BDNF restaure les cellules nerveuses après un sommeil normal et donc encourage l'apprentissage, mais une concentration constamment élevée de BDNF dans le sang pendant le manque de sommeil avait plus de chances de saturer les synapses. «Cela pourrait expliquer pourquoi certaines personnes font face à un manque de sommeil mieux que d'autres», explique le professeur Nissen, directeur de l'étude.

Espoir de nouvelles approches thérapeutiques
Les chercheurs espèrent que leurs découvertes pourront également contribuer au développement de nouvelles options thérapeutiques, par exemple après un AVC ou pour des troubles dépressifs. Avec ces maladies, il est important de changer les circuits du cerveau. "A cet effet, une influence ciblée sur le comportement veille-sommeil, mais aussi d'autres méthodes telles que la stimulation transcrânienne DC ou des médicaments avec de nouveaux mécanismes d'action sur la plasticité peuvent être utilisées", a déclaré le CHU de Fribourg. (fp)

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