Que se passe-t-il dans notre cerveau quand on dort .

Que se passe-t-il dans notre cerveau pendant qu’on dort ? On estime qu’un cerveau humain compte une centaine de milliards de neurones. Ces neurones communiquent entre eux en s’envoyant des signaux électro-chimiques. Il est possible de mesurer ces signaux. Il suffit en effet de placer des électrodes à la surface du crâne. C’est la méthode dite “électroencéphalographie”, ou EEG, qui enregistre l’activité cérébrale sous forme d’ondes cérébrales.

cerveau connexion neurones

L’EEG est la méthode la plus utilisée dans le milieu médicale pour mesurer le sommeil.  Que se passe-t-il quand on dort ? Les ondes cérébrales

Leur amplitude (c’est-à-dire leur hauteur) est un indicateur intéressant. Elle mesure principalement la synchronisation des neurones entre eux, c’est-à-dire à quel point ils sont coordonnés dans leurs actions. Plus cette amplitude est grande, plus cela signifie que les neurones travaillent en rythme.

Comment et pourquoi l’activité du cerveau varie-t-elle ?

Pendant l’éveil, les ondes cérébrales mesurées sont très petites et très rapides, indiquant une activité des neurones tous azimuts. Ils communiquent alors tous les uns avec les autres, dans le désordre.

EEG cerveau
Activité EEG caractéristique de l’éveil (simulation)

Lorsque nous dormons, notre cerveau conserve une activité électrique soutenue, mais différente. Le sommeil comporte 4 stades qu’on peut également catégoriser en deux types, chacun caractérisé par un “schéma” d’ondes cérébrales reconnaissable. Le sommeil est structuré en 4 stades, qui peuvent également être catégories en deux types, avec un « schéma » d’ondes cérébrales reconnassable. Il s’agit :

  • du sommeil non-paradoxal (du sommeil léger au sommeil profond, soit 75% de la durée totale de la nuit environ) ;
  • et du sommeil paradoxal (ou REM, représentant à peu près 25% de la durée de la nuit).

Pendant le sommeil non-paradoxal, les ondes cérébrales se font de plus en plus amples et espacées. Le paroxysme est atteint en sommeil profond, avec des ondes très amples et lentes. Il s’agit des ondes Delta.

cerveau dort
EEG caractéristique du sommeil profond (ondes dites “Delta”, très amples et lentes) (simulation)

L’amplitude de ces ondes Delta indique que les neurones sont très fortement synchronisés pendant le sommeil profond : des zones neuronales entières s’allument puis s’éteignent successivement.

Que se passe-t-il quand on dort et pourquoi cette synchronisation ?

Selon une hypothèse très répandue, cette synchronisation permettrait le tri et la consolidation des souvenirs récents.
Les ondes lentes permettraient le transfert des informations récemment apprises depuis l’hippocampe (une structure au centre du cerveau, en forme de croissant, où se forment initialement les souvenirs) jusque dans le cortex (siège de l’intelligence abstraite et des souvenirs de long-terme) pour un stockage durable.

Pendant le sommeil paradoxal

Le sommeil paradoxal est le deuxième “type” de sommeil. À l’inverse du sommeil lent et surtout du sommeil profond, ses ondes cérébrales sont très petites et rapprochées, signe d’une activité neuronale tous azimuts. Elles ressemblent à celles mesurées pendant l’éveil.

Pourquoi cette activité cérébrale similaire à celle de l’éveil ?

On a longtemps pensé que le rôle principal du sommeil paradoxal était la consolidation de la mémoire procédurale (le souvenir des mouvements et savoir-faire physiques), et que le cerveau “rejouait” des mouvements pendant le sommeil paradoxal pour mieux les apprendre. D’où une activité cérébrale similaire à celle de l’éveil.
Aujourd’hui, cette théorie est largement remise en cause. De manière générale, on ne sait toujours pas expliquer clairement le lien entre l’activité cérébrale du sommeil paradoxal et son rôle…