Les mystères du sommeil

Nous consacrons en moyenne un tiers de notre vie à dormir. Sans vraiment savoir comment nous tombons dans cet état léthargique, le sommeil nous rattrape. Impossible d’y échapper, même si l’évolution de nos modes de vie dégrade aujourd’hui ces temps de repos. En effet, les Français dorment en moyenne une heure et demie de moins qu’il y a 50 ans ! Le sommeil est pourtant essentiel, notamment pour notre cerveau qui doit remplir de nombreuses fonctions durant ces quelques heures.

Sommeils profond et paradoxal

La nuit est loin d’être un long fleuve tranquille. En éveil, le cerveau émet des ondes bêta et gamma qui peuvent atteindre plus de 30 hertz. Mais dès les premières minutes d’endormissement, l’activité cérébrale est bouleversée. Ces ondes diminuent jusqu’à disparaître. Elles sont remplacées par les ondes alpha et thêta, plus lentes et localisées au centre du cerveau. Les minutes passent et le ralentissement se poursuit, jusqu’à former des ondes delta d’environ 3 hertz : c’est le sommeil profond.
« L’activité du cerveau finit par être quasi-nulle. Il consomme moins d’énergie car les zones actives se limitent aux noyaux situés dans l'hypothalamus¹, précise Hugo Cousillas, neurobiologiste à l’Université de Rennes 1. Ce sommeil est très réparateur. L’organisme rétablit l’homéostasie, c’est-à-dire l’équilibre de notre métabolisme² mis à mal durant la journée. »

Après environ une heure dans les bras de Morphée, le cerveau débute son grand nettoyage. L’activité limitée au centre se propage au reste du cortex cérébral. Les ondes dégagées redeviennent proches de celles observées en phase d’éveil : c’est l’heure des rêves. « Les yeux bougent parfois lorsque la personne entre dans cette phase de sommeil paradoxal qui représente 20 à 25 % de la nuit, précise le chercheur. Les synapses des neurones adoptent de nouvelles formes pour consolider les apprentissages et événements importants de la journée. » Le cerveau alterne ainsi durant la nuit entre le sommeil profond et le sommeil paradoxal. Ces cycles s’enchaînent et durent environ 90 minutes chacun. Et suivant les besoins, la répartition entre les deux types de sommeil peut varier. Des études ont établi un lien entre la durée de sommeil paradoxal des étudiants et leur réussite à un examen.

« Si la personne est en révision intense et a besoin de mémoriser plus d’informations, ses phases paradoxales sont plus longues », précise Hugo Cousillas. À l’intérieur du cerveau, les neurones libèrent en permanence plusieurs molécules dont la composition varie suivant l’heure de la journée. Parmi ces messagers chimiques, il existe une star : la mélatonine, considérée comme l’hormone du sommeil. « Nous savons qu’elle est sécrétée principalement la nuit et permet de stabiliser le sommeil, mais son lieu d’action n’est pas clair. » Surtout, la mélatonine n’agit pas seule. En pleine journée, le cerveau reste éveillé grâce à un cocktail de molécules³ produites par les neurones. Il faut donc les freiner pour espérer se reposer ! Avant l’endormissement, des noyaux de l’hypothalamus vont produire une molécule : le GABA⁴. Telle une poudre de sommeil, il va permettre à des ions chlorure d’entrer dans les neurones, et ainsi de les inhiber. « Les neurones passent en pause et le sommeil s’empare de nous. De nombreux sédatifs fonctionnent selon ce principe », révèle Hugo Cousillas.

Une grande variabilité

Nous possédons tous ces mécanismes moléculaires, mais nous ne sommes pas pour autant égaux face au sommeil. La sécrétion de mélatonine est de moins en moins efficace avec les années qui passent. Les personnes âgées voient leurs cycles perturbés, alors qu’elles ont besoin du même sommeil que les autres. « Avec le temps, l’horloge biologique se dérègle de plus en plus. Si une personne dort plus dans la journée, elle n’aura pas besoin d’autant de sommeil la nuit », complète le neurobiologiste. Au-delà de l’évolution dans le temps, il existe aussi une grande variabilité entre deux individus du même âge. Certains se contentent de 4 à 5 heures alors que d’autres ont besoin d’au moins 10 heures, ce qui rend les caractéristiques du sommeil difficiles à généraliser et très subjectives. « Certaines personnes ont parfois l’impression d’avoir mal dormi, alors que leur électroencé-phalogramme⁵ montre une nuit de qualité. »

Adaptation des espèces

Les habitudes de sommeil ne sont pas identiques entre deux humains… alors imaginez la différence avec les autres espèces ! En effet, chacune possède un système adapté à son mode de vie. Par exemple, les dauphins ont besoin de nager sans arrêt pour respirer. Ils ne reposent qu’un hémisphère du cerveau à la fois. Certains oiseaux adoptent la même astuce lors de leurs périodes de migration. « De leur côté, les girafes ne dorment pas plus de 2 heures par jour pendant des périodes de quelques minutes, et toujours debout. Elles gagnent ainsi en vigilance face aux multiples prédateurs de la savane. »

D’autres espèces s’adaptent en fonction des saisons, comme les étourneaux. « Ils dorment longtemps en hiver. Avec l’été, les nuits diminuent et leur temps de sommeil en pâtit. Afin de compenser cette perte, les étourneaux font une sieste en milieu de journée », explique Hugo Cousillas, lui-même fervent pratiquant de ce repos en début d’après-midi. Vingt minutes de sieste sont suffisantes pour éviter de plonger en phase paradoxale. Et même sur un temps plus long, il n’y a rien de dramatique à limiter ce sommeil lié à l’apprentissage. Les marins solitaires dorment par exemple par cycles de deux heures afin d’emmagasiner seulement du sommeil lent et réparateur… dont il est par contre impossible de se passer.
« Dans les années 1980, des rats ont été maintenus éveillés de force. Ils sont morts au bout de 28 jours ! Les règles d’éthique et de bien-être animal interdiraient ces expériences aujourd’hui », poursuit le spécialiste. Chez l’Homme, le record du monde sans dormir se situe à 11 jours d’éveil. Mais après trois jours, le détenteur de cette performance avait déjà des hallucinations et des problèmes comportementaux… Une preuve de plus, s’il en fallait une, de la nécessité de consacrer un tiers de sa vie à dormir.