Sleep and circadian rhythms in the acute phase of moderate to severe traumatic brain injury

Les traumatismes craniocérébraux (TCC) sont la principale cause d’invalidité chez les jeunes adultes, engendrant d’importantes séquelles cognitives, physiologiques et comportementales. Les perturbations du cycle veille-sommeil  sont parmi les symptômes les plus persistants à la suite d’un TCC et pourraient nuire à la récupération. En effet, le sommeil est nécessaire à l’apprentissage, la plasticité cérébrale et la génération de nouveaux neurones dans le cerveau adulte. Les observations cliniques suggèrent que ces perturbations apparaissent dès les premières semaines suivant le TCC et pourraient suggérer une altération de l’horloge circadienne. Cependant, aucune étude n’a encore documenté comment les perturbations du cycle veille-sommeil émergent et évoluent dans la phase aiguë du TCC, ni leur association à la récupération fonctionnelle et cognitive à court-terme. Conséquemment, cette thèse vise à caractériser le sommeil et les rythmes circadiens des patients hospitalisés avec un TCC modéré ou sévère et déterminer si les perturbations du cycle veille-sommeil sont causées par un dérèglement de l’horloge circadienne. Pour ce faire, nous avons utilisé des mesures objectives et quantitatives de sommeil et des rythmes circadiens, incluant l’actigraphie, la polysomnographie (PSG) et la mélatonine, dès la phase d’éveil aux soins intensif. Afin de comprendre le rôle du TCC dans ces perturbations, nous avons comparé les patients TCC à des patients hospitalisés avec blessures orthopédiques graves, sans TCC. Ce protocole a mené à cinq articles de recherche. En premier lieu, nous démontrons que le cycle veille-sommeil des patients TCC est sévèrement perturbé, mais s’améliore chez 50% d’entre eux au cours de leur séjour hospitalier. Les patients avec une amélioration de la consolidation du cycle veille-sommeil ont un meilleur fonctionnement cognitif et fonctionnel au congé de l’hôpital. Ensuite, dans une étude de cas, nous démontrons qu’un patient TCC peut avoir un cycle veille-sommeil complètement différent dans un même environnement, selon son stade de récupération. Notre troisième article confirme que la consolidation du cycle veille-sommeil évolue en synchronie avec la récupération de la conscience et des fonctions cognitives dans la phase aiguë du TCC. Notre quatrième article compare le sommeil des patients TCC à celui des blessés orthopédiques graves, sans TCC, en utilisant un système de PSG ambulatoire au chevet. Nous démontrons que, contrairement à notre hypothèse, le sommeil des patients TCC comprend tous les éléments et stades d’un sommeil normal. Cependant, ces patients s’endorment plus tôt et ont un sommeil de plus longue durée, mais plus fragmenté, que les patients sans TCC. Dans les deux groupes, le sommeil est de mauvaise qualité, reflétant probablement l’effet de facteurs non-spécifiques associés avec les blessures physiques et l’environnement hospitalier. Conséquemment, la PSG en phase aiguë permet difficilement de distinguer les patients TCC des patients sans TCC. Notre dernier article confirme que les patients avec TCC ont une consolidation du cycle veille-sommeil et une qualité de sommeil nocturne inférieures à celles des patients sans TCC, ce qui confirme le rôle du TCC dans les perturbations du cycle veille-sommeil. Cependant, malgré ces perturbations plus sévères, les patients TCC ont un rythme normal de la mélatonine et celui-ci n’est pas associé aux perturbations observées. Cet article suggère que des mécanismes neuronaux autres que l’horloge circadienne seraient responsables des perturbations du cycle veille-sommeil à la suite d’un TCC. Cette thèse est la première à évaluer le sommeil et le fonctionnement de l’horloge circadienne de patients hospitalisés avec un TCC modéré ou sévère ayant atteint la stabilité médicale. En isolant le rôle du TCC de celui du traumatisme physique et du milieu hospitalier, ces études contribuent à comprendre les caractéristiques, les conséquences et la pathophysiologie des perturbations du cycle veille-sommeil à la suite d’un TCC, ouvrant la voie à de possibles interventions visant à améliorer le sommeil et optimiser la récupération.

Keyphrases: Traumatisme craniocérébral, Sommeil, Rythmes circadiens, Mélatonine, Actigraphie, Polysomnographie, Soins aigus, Récupération, Conscience