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De nombreuses personnes, notamment les personnes âgées, souffrent d'un sommeil anormal. En particulier, les phases de sommeil profond deviennent plus courtes et moins profondes avec l'âge. Le sommeil profond est important pour la régénération du cerveau et de la mémoire, et a également une influence positive sur le système cardiovasculaire.
Une équipe de recherche a montré que les ondes cérébrales caractérisant le sommeil profond, appelées ondes lentes, peuvent être améliorées en diffusant des sons au rythme précis dans des écouteurs pendant le sommeil. Si cette méthode fonctionne bien en laboratoire du sommeil dans des conditions contrôlées, il n'existe jusqu'à présent aucune solution à domicile qui puisse être utilisée plus d'une nuit.
SleepLoop à la rescousse
Dans le cadre du projet SleepLoop (voir encadré), une équipe de recherche de l'ETH Zurich ont mis au point un système mobile qui peut être utilisé à domicile et qui vise à favoriser un sommeil profond par une stimulation auditive du cerveau.
Le système SleepLoop se compose d'un bandeau que l'on enfile au moment du coucher et que l'on porte pendant toute la nuit. Ce bandeau contient des électrodes et une micropuce qui mesurent en permanence l'activité cérébrale de la personne qui dort. Les données ainsi obtenues sont analysées en temps réel et de manière autonome sur la micropuce à l'aide d'un logiciel personnalisé. Dès que le dormeur présente des ondes lentes dans l'activité cérébrale caractérisant le sommeil profond, le système déclenche un court signal auditif (clic). Cela permet de synchroniser les cellules neuronales et de renforcer les ondes lentes. Ce qui rend cette solution unique, c'est que la personne endormie n'est pas consciente de ce son pendant le sommeil profond.
La première étude clinique
Des chercheurs et chercheuses de l'ETH Zurich et de l'Hôpital Universitaire de Zurich, dirigées par Caroline Lustenberger, cheffe de groupe au Neural Control of Movement Lab, ont mené pour la première fois une étude clinique avec ce dispositif. Les résultats viennent d'être publiés dans la revue Communications Medicine.
L'étude consistait à équiper des participantes et participants, âgés de 60 à 80 ans, du système SleepLoop, qu'ils et elles devaient faire fonctionner eux-mêmes à leur domicile. Le système est conçu pour fonctionner de manière autonome, même par des utilisateurs et utilisatrices ayant peu d'expérience technique. «Cela a très bien fonctionné. Nous avons eu étonnamment peu de pertes de données et les participantes et participants ont jugé l'appareil convivial», déclare Caroline Lustenberger.
Ils et elles ont porté l'appareil toutes les nuits pendant quatre semaines, la stimulation auditive ayant lieu chaque nuit pendant deux semaines, puis aucune stimulation pendant les deux semaines suivantes. Ni les sujets ni les chercheuses et chercheurs ne savaient pendant quelles deux semaines les signaux auditifs étaient émis et pendant quelles deux semaines ils ne l'étaient pas.
La stimulation auditive est en effet réalisable
Les résultats des 16 participantes et participants à l'étude montrent qu'il était effectivement possible d'améliorer les ondes lentes par des signaux auditifs pendant le sommeil profond chez la plupart des participants et participantes. Toutefois, les différences individuelles étaient importantes, certains sujets réagissant très bien aux stimuli, tandis que d'autres réagissaient peu ou pas du tout.
Selon Caroline Lustenberger, la question de savoir si une personne réagissait à un stimulus ne dépendait pas de son bien-être pendant la journée. «Certaines personnes réagissaient généralement bien aux stimuli et présentaient clairement des ondes lentes améliorées, tandis que d'autres ne présentaient aucune réaction, quel que soit leur bien-être quotidien.»
Les chercheuses et chercheurs ont utilisé ces différences individuelles pour mieux prédire comment un individu donné va répondre au stimulus auditif. Cela les aide ensuite à optimiser et à améliorer les performances de SleepLoop.
En bonne voie pour un lancement sur le marché
Une société dérivée, Tosoo AG, travaille actuellement au développement de l'appareil et le prépare pour le marché clinique. Il est d'ores et déjà clair qu'il ne sera pas en vente libre, mais uniquement sur prescription médicale.
«Il s'agit d'un dispositif médical, et non d'un simple produit de consommation de bien-être que l'on peut commander en ligne lorsqu'on a des problèmes de sommeil», souligne Walter Karlen, qui a développé cette technologie à l'ETH Zurich. Walter Karlen a été nommé directeur de l'Institut de génie biomédical de l'Université d'Ulm en mai 2021. «L'utilisation de l'appareil doit être médicalement indiquée et supervisée par unou une médecin», précise-t-il. Le développement de la technologie se poursuivra désormais également à Ulm.
Projet phare
SleepLoop a été lancé en 2017 en tant que projet phare du réseau de recherche Hochschulmedizin Zürich. Le projet a été initié par des chercheurs et chercheuses du centre interdisciplinaire de médecine du sommeil de l'Hôpital universitaire pour enfants de Zurich et du département de neurologie de l'Hôpital universitaire de Zurich. Le Laboratoire des systèmes de santé mobiles de l'ETH Zurich était principalement responsable du développement de la technologie. Au total, 16 groupes de recherche de l'ETH Zurich, de l'Université de Zurich et de l'Université d'Ulm sont impliqués dans SleepLoop.