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Vous ne savez pas ce que c'est le sommeil? Cela fait
combien d'années déjà que vous dormez? Bien quelques années et
pourtant la réponse à cette question n'est pas facile, pour les
chercheurs en sommeil pas non plus d'ailleurs. La particularité du
sommeil est qu'il s'agit d'un état que nous ne pouvons pas vivre
consciemment. On sait comment on se sent quand on a bien dormi ou pas assez. L'expérience du sommeil ne peut se faire que de
seconde main. On est restreint à décrire ce que l'on peut observer
ou mesurer chez un autre dormeur ou un animal.
Critères définissants le sommeil Les critères suivants permettent de constater l'état de sommeil chez un être vivant:
L'EEG
Au moyen de l'EEG qui mesure les courants électriques du cerveau on peut déterminer avec certitude l'état de sommeil. Ce ne sont pas des potentiels d'actions qui sont mesurés mais des potentiels du champs. Hans Berger (1873 - 1941), un neurologue et psychiatre de Jena a été le premier à utiliser l'EEG et a publié ses résultats en 1929. Le cerveau n'est donc pas éteint pendant le sommeil mais a une activité différente de celle présente pendant l'éveil.
La polysomnographie
Pour la recherche en sommeil on utilise la polysomnographie parce que le seul EEG ne suffit pas à déterminer avec certitude les différents stades du sommeil. Pour l'enregistrement et le scoring du sommeil (assigner un stade de sommeil à chaque époque) les standards d'après lesquels la majorité des chercheurs travaillent ont été établis et publiés. D'après ces standards, il faut au minimum une dérivation pour l'EEG (1ère ligne du graphique en haut de la page), une dérivation pour l'électrooculogramme (EOG qui mesure les mouvements des yeux, 2ème ligne du graphique) et une pour l'électromyogramme (EMG qui mesure le tonus musculaire, 3ème ligne du graphique), très souvent on enregistre aussi l'électrocardiogramme (ECG). En clinique du sommeil on enregistre encore d'autres paramètres comme par exemple la respiration ou la saturation du sang par l'oxygène. On peut enregistrer jusqu'à 256 dérivations EEG simultanément. La position des électrodes est déterminée par le système 10-20.
Les stades du sommeil
Les états de vigilance
Les états de vigilance éveil, sommeil lent et sommeil REM se différencient non seulement par l'activité électrique cérébrale mesurée par l'EEG mais aussi par l'anatomie fonctionnelle cérébrale représentée par la TEP ou l'IRM. Les états de vigilance sont le résultat de l'activité neuronale spécifique dans les différentes régions du cerveau. Cette activité neuronale s'exprime au niveau de l'électrophysiologie et de la neurochimie. Il y a aussi des points communs entre les états de vigilance comme nous l'avons démontré à l'aide de la distribution topographique de la puissance spectrale EEG et de la réponse à une pression de sommeil accrue. Il y a plus de points communs entre le sommeil REM et le sommeil lent ou l'éveil qu'entre le sommeil lent et l'éveil. Que le sommeil non-REM n'est pas un état uniforme a aussi été montré par une étude utilisant l'IRMf (voir chapitre 4 de la thèse)
Le '2 Process Model'
Le rythme éveil/sommeil est déterminé par deux processus. L'un est un processus homéostatique: l'envie de dormir augmente en parallèle avec le temps d'éveil. Ce processus est représenté par l'activité des ondes lentes (SWS). Plus le temps d'éveil est long et plus cette activité est importante. Autrement dit, plus on est fatigué et plus on dort lentement. Le second processus est un processus circadien (du latin circa dies = à peu près un jour) endogène lié à la température centrale du corps et à la sécrétion de la mélatonine. Ce processus est influencé de façon déterminante par la lumière et il est responsable du jetlag. En cas normal, il engendre un fort besoin de dormir pendant la seconde partie de la nuit et nous dynamise en fin d'après-midi. Ces deux processus interagissent de façon telle que nous restions frais et dispos tout au long de la journée et que nous puissions bien dormir la nuit entière. Le '2 Process Model' décrit la régulation du sommeil en tant que fonction déterminée par l'interaction de ces deux processus. Ce modèle a été conçu par Alexander A. Borbély, un pharmacologue et chercheur en sommeil zurichois, qui l'a présenté la première fois dans une publication en 1982 et qui l'a développé plus tard. Sur le graphique 3 D d'une publication d'accès publique vous pouvez voir la modélisation de la pression du sommeil après un changement des heures de sommeil.
La fonction du sommeil
Concernant la fonction du sommeil plusieurs hypothèses ont été avancées. Aucune n'explique tous les aspects du sommeil. Probablement, le sommeil ne remplit pas une seule mais plusieurs fonctions. Ce qui est certain, c'est que le sommeil a une importance primordiale sinon nous ne passerions pas un tiers de notre vie à dormir. Le sommeil est très répandu dans l'entièreté du règne animal alors qu'un état à réaction ralentie est potentiellement mortel. Si ses avantages ne surpassaient pas ses coûts il n'aurait pas apparu au cours de l'évolution ou alors il aurait à nouveau disparu.
Pourquoi dormons-nous donc? La réponse simple est pour nous reposer et récupérer. Les chercheurs aimeraient cependant savoir très précisément ce que se reposer et récupérer implique.
Hypothèses
Ci-dessous quelques hypothèses de chercheurs en sommeil concernant sa fonction. Le sommeil servirait à
Pour des informations concernant la théorie de l'évolution (en anglais)
L'œuvre complète de Charles Darwin
Richard Dawkins Foundation for Reason and Science avec des vidéos
The Science Network avec beaucoup de vidéos concernant les divers sujets scientifiques
Soit dit en passant: le darwinisme social n'est pas une théorie de Darwin. Darwin a rejeté cette idée.