On dit qu’on passe le tiers de sa vie à dormir.
Et pourtant, que sait-on du sommeil ?
Dans cet article, je vais vous partager ce que j’ai eu la chance d’apprendre dans le livre Pourquoi nous dormons ? de Matthew Walker.
Le Prof. Walker est un scientifique anglais, expert mondial en sommeil.
Je vous invite vraiment à lire son bouquin quand vous aurez le temps.
Moi j’ai adoré, on y apprend énormément de choses !
Justement voici les 11 points essentiels à en retenir :
L’horloge circadienne
L’horloge circadienne est notre horloge biologique interne.
On l’appelle circadienne car elle imprime chez nous un rythme périodique d’environ 24h.
Cette horloge contrôle notamment chez nous le rythme veille/sommeil c’est à dire :
- Le moment où nous avons envie de rester éveillé et où nous sommes vigilant (veille)
- Le moment où nous avons envie de dormir et où la vigilance est relachée (sommeil)
Où se situe l’horloge circadienne ?
Elle se situe dans le cerveau, dans ce que l’on appelle le noyau suprachiasmatique.
Ce noyau se situe juste au-dessus de la zone de croisement des nerfs optiques.
Comment fonctionne l’horloge circadienne exactement ?
Principalement d’une facon endogène, c’est à dire via un circuit interne propre au cerveau.
Par contre elle est très sensible à la variation lumineuse environnante.
Quand les rayons lumineux frappent la rétine de nos yeux, ces rayons sont convertis en signaux nerveux.
Grâce aux nerfs optiques, ces signaux sont acheminés à l’arrière du cerveau dans les aires de traitement de l’information visuelle.
Au cours du trajet, le noyau suprachiasmatique en profite pour prélever une copie de ces signaux nerveux.
Le noyau suprachiasmatique envoie alors des instructions capitales à une minuscule glande du cerveau : la glande pinéale.
Quelle sont les instructions que le noyau suprachiasmatique envoie à la glande pinéale ?
Quand il commence à faire nuit, le noyau suprachiasmatique ordonne à la glande pinéale de produire une hormone en quantité : la mélatonine.
Quand il fait jour, c’est l’ordre contraire qui est passé : stopper la production de mélatonine.
Comment est sécrètée la mélatonine ?
Pendant la journée, la glande pinéale va transformer un acide aminé, le tryptophane, en sérotonine.
La glande pinéale va ensuite stocker cette sérotonine toute la journée.
Peu après que la nuit tombe, la glande pinéale transforme cette sérotonine en mélatonine.
La mélatonine commence alors à être déversée dans le sang en grande quantité.
Quelles sont les actions de la mélatonine ?
La mélatonine fait 2 choses :
- Elle avise les zones du cerveau responsables du sommeil qu’il est temps de générer le sommeil
- Elle aide le rythme circadien à se synchroniser avec le rythme jour/nuit du soleil
Cela explique pourquoi la prise de mélatonine est souvent recommandée pour ajuster l’horloge biologique en cas de décalage horaire.
Comme on le disait plus tôt, le taux de mélatonine grimpe en début de nuit.
En parallèle, la température du corps baisse.
La mécanique du sommeil se met en place.
Après un pic atteint en milieu de nuit, le taux de mélatonine chute jusqu’à devenir quasiment nul en début de matinée.
Cette diminution drastique indique au cerveau que le sommeil est fini.
Mais attention, l’horloge circadienne n’est pas le seul facteur impliqué dans le rythme veille/sommeil.
Il existe un 2nd facteur que l’on appelle le “besoin de sommeil”.
Le besoin de sommeil
Avant de parler de ce besoin de sommeil, un mot d’abord sur l’homéostasie.
Comme vous le savez, pour bien fonctionner, le corps humain se doit de réguler un ensemble de paramètres.
Parmis ces paramètres, on retrouve par exemple la température, la pression artérielle etc.
Ce processus de régulation vital du corps est ce que l’on appelle l’homéostasie.
Quel rapport y-a-t-il entre le besoin de sommeil et l’homéostasie ?
Et bien pendant la journée, le cerveau fabrique en continu un neurotransmetteur que l’on appelle l’adénosine.
Ce neurotransmetteur intervient dans la transmission synaptique de nombreux neurones qui interviennent dans le sommeil.
Pour rappel, la synapse est quant à elle la terminaison qu’un neurone utilise pour communiquer avec un autre neurone.
Comment intervient l’adénosine dans le cerveau ?
Tout simplement en se fixant sur les récepteurs de l’adénosine de plusieurs terminaisons nerveuses.
Plus nous restons éveillés, plus le cerveau produit de l’adénosine.
Or cette accumulation crée chez nous une dette homéostatique que l’on appelle le besoin de sommeil : c’est pourquoi le corps veut à tout prix se débarrasser de ce surplus d’adénosine.
Comme la nature est bien faite, à forte dose (c’est à dire après 12 à 16h d’éveil), l’adénosine va très fortement :
- Freiner les zones du cerveau qui maintiennent l’éveil
- Stimuler les zones du cerveau qui appellent au sommeil
Heureusement, une bonne nuit de sommeil vient purger l’adénosine dans le cerveau.
Le besoin de sommeil disparaît.
L’homéostasie est rétablie.
Pourquoi la caféine est si efficace pour nous maintenir éveillé ?
Parce que justement la caféine empêche la fixation de l’adénosine à ses récepteurs.
Du coup, en buvant du café, l’adénosine ne peut plus transmettre son message de besoin de sommeil au cerveau…
Mais attention, le café ne détruit pas pour autant l’adénosine, qui continue alors à s’accumuler.
D’où l’effet seulement transitoire de la caféine…
Horloge circadienne et besoin de sommeil
Comme on l’a vu, le sommeil est régi en temps normal par 2 principaux facteurs :
- L’horloge circadienne (Processus C)
- Le besoin de sommeil, c’est à dire le niveau d’adénosine (Processus S)
Sur cette représentation tirée du bouquin,
Le rythme circadien dessine une courbe sinusoïdale avec un pic en milieu de journée et un creux en début de nuit.
Normal, notre corps est actif en journée et au repos la nuit (en temps normal).
En ce qui concerne le niveau d’adénosine, on peut voir qu’il augmente toute la journée.
Son pic est atteint vers 23h.
Toutes les planètes sont alors alignées pour que l’on tombe naturellement de sommeil.
Ensuite le repos bien mérité de la nuit vient éliminer le surplus d’adénosine.
Le rythme circadien remonte.
On est d’attaque pour une nouvelle journée !
Enfin, on peut retenir que :
Plus l’écart entre les 2 courbes est grand, plus l’envie de dormir est forte.
Plus l’écart entre les 2 courbes est petit, plus l’envie de dormir est faible.
Le chronotype
Vous l’avez déjà remarqué autour de vous ou chez vous-même d’ailleurs,
Il y a des gens qui sont plutôt du matin et d’autres plutôt du soir.
Cette différence est en fait bien connue sur le plan scientifique et c’est ce que l’on appelle le chronotype.
On estime qu’environ 40% de la population sont des couche-tôt.
30% sont des couche-tard.
Et les 30% restants sont entre les 2.
Le sommeil biphasé
Vous ressentez souvent cette somnolence l’après-midi après un bon repas ?
Cette envie soudaine de piquer un somme…
C’est normal, les humains sont génétiquement programmés pour ressentir cette fatigue.
Partant de cette constatation, on dit que le sommeil naturel de l’Homme est un sommeil biphasé.
Car s’il ne se forçait pas à rester éveillé toute la journée,
En plus du sommeil nocturne, l’Homme ferait une sieste en journée.
Chez plusieurs tribus de chasseurs-cueilleurs on constate encore aujourd’hui ce sommeil en deux temps.
Dans les pays dits “développés”, le sommeil monophasé, c’est à dire le fait de ne dormir que la nuit, est devenu la règle.
Fait assez méconnu :
On dort en moyenne 1 heure et demie de moins qu’il y a 50 ans.
Les cycles du sommeil
On le sait depuis maintenant longtemps, le sommeil est fait de cycles.
Chaque cycle dure entre 90 et 120 minutes selon les individus.
Par exemple, si notre cycle normal est de 90 minutes et que nous dormons de 23h à 7h, nous dormons en fait 5 cycles.
Si on décompose un cycle, on retrouve 2 grands types de sommeil.
Le sommeil NREM et le sommeil REM.
Dans cette figure (hypnogramme) tirée du bouquin,
On peut voir les cycles d’un sommeil normal entre 23h et 7h :
Concrètement on peut voir qu’au cours de la nuit, les cycles :
- Ont la même durée
- N’ont pas la même répartition en NREM et en REM
En effet, pendant la nuit, cycle après cycle, le temps de NREM (en bleu) diminue.
A l’opposé, cycle après cycle, le temps de REM (en rouge) augmente.
En résumé :
La 1ère moitié de la nuit est dominée par le NREM.
La 2nde moitié de la nuit est dominée par le REM.
Que se passe-t-il alors quand on ne dort pas assez ?
En se couchant trop tard, on perd beaucoup de NREM (en bleu).
En se levant trop tôt, on perd au contraire beaucoup de REM (en rouge).
Enfin, logiquement, en se couchant trop tard et en se levant trop tôt, on perd beaucoup des deux.
Ça n’a l’air de rien dit comme ça…
Mais comme on va le voir maintenant, les sommeils NREM et REM ont des missions très complémentaires !
Le sommeil lent (NREM)
Le mot NREM vient de l’anglais Non-Rapid Eye Movement.
En français on parle de sommeil lent.
Il domine le sommeil pendant la 1ère moitié de la nuit.
Les scientifiques lui ont donné ce nom parce que l’absence de mouvement rapide des yeux pendant le sommeil NREM (Non-Rapid Eye Movement) est le moyen le plus facile de le distinguer de l’autre type de sommeil, le sommeil REM (Rapid Eye Movement) au cours duquel les yeux bougent très vite.
Le NREM se décompose en 4 étapes :
L’étape 1 correspond à la phase d’endormissement.
L’étape 2 correspond au sommeil léger.
Les étapes 3 et 4 correspondent au sommeil profond.
La mémoire factuelle
Au cours de l’étape 2 du NREM, une structure du cerveau appelée hippocampe communique sans arrêt avec le cortex.
L’hippocampe est l’un des principaux sièges de la mémoire factuelle à court terme.
On parle de mémoire factuelle ou encore de mémoire autobiographique pour le type de savoirs que l’on apprend à l’école comme les tables de multiplication, les dates historiques etc.
Le cortex cérébral est quant à lui la zone de stockage de mémoire à long terme.
Il comprend plusieurs régions fonctionnelles que décrit bien la vidéo suivante :
En dormant, notre hippocampe transfert donc la mémoire court terme qu’il contient vers la mémoire long terme du cortex cérébral.
Après une bonne sieste ou nuit de sommeil,
Notre hippocampe “vidé” est de nouveau prêt à ingurgiter des savoirs factuels à court terme.
Notre capacité d’apprentissage remonte alors à son maximum !
Par chance, l’hippocampe ne sert pas qu’à remplir la mémoire.
Il sert aussi à faire le ménage et à oublier tous les élèments que nous n’avons pas besoin de retenir.
On a parlé ici de la mémoire factuelle. Mais qu’en est-il de la mémoire motrice ?
La mémoire motrice
Vous savez la mémoire motrice c’est cette mémoire instinctive qui nous permet sans réfléchir de faire du vélo, de la guitare, nager etc.
Bref, des souvenirs qui ont rapport avec des activités motrices.
Des savoir-faire.
Ces souvenirs-là passent au cours du NREM par des échanges cérébraux “en dessous du niveau de la conscience”.
Ce sont ces échanges qui rendent les réactions motrices instinctives.
Comme par exemple le fait de frapper presque mécaniquement sur le clavier d’un ordinateur sans voir les touches.
À quoi sert le sommeil profond ?
Le sommeil profond est ce que l’on appelle aussi le sommeil à ondes lentes.
Il correspond aux étapes 3 et 4 du NREM.
C’est lui qui participe le plus au sommeil réparateur.
Une fois que l’on plonge dans le sommeil, une formidable opération se produit dans une région du cerveau que l’on appelle le thalamus :
Le thalamus est la base de coordination de toute l’information sensorielle qui remonte au cerveau.
On parle d’information sensorielle pour tout ce qui est son, odorat, vision, toucher etc.
En journée, ce thalamus communique sans cesse avec le cortex cérébral.
En plus de stocker la mémoire à long terme, le cortex cérébral est aussi celui qui interprète tous les signaux perceptifs.
C’est lui par exemple qui nous fait enlever notre main quand on touche une casserole brûlante.
Quand on plonge donc dans le sommeil, le thalamus bloque le transfert de tous ces signaux externes vers le cortex cérébral.
Il en résulte 2 conséquences immédiates :
- On perd la conscience du monde extérieur
- Le cortex cérébral qui bosse comme un dingue toute la journée peut enfin se reposer
En parallèle, le cerveau envoie des signaux au système nerveux sympathique responsable du mode “lutter ou fuir” pour qu’il se mette en mode OFF.
Le taux de cortisol (hormone du stress) est maintenu alors à un bas niveau.
Nous devenons ainsi beaucoup plus calme.
Quels sont les apports du sommeil profond pour la mémoire ?
Grâce à la propagation d’ondes à fréquence lente, les différentes zones du cerveau communiquent entre elles.
Elles s’échangent des flux d’informations relatifs aux expériences et aux souvenirs.
En bref, la mémoire se structure.
Le sommeil paradoxal (REM)
Comme on le disait plus tôt, le mot REM vient de l’anglais Rapid Eye Movement.
En français on l’appelle sommeil paradoxal.
Paradoxal car le REM se caractérise par la circulation d’ondes cérébrales à fréquence rapide.
Tellement rapide que le cerveau donne l’impression d’être éveillé alors qu’il est couché.
Que se passe-t-il pendant le sommeil REM ?
Le thalamus envoie des signaux vers le cortex (comme pendant la journée).
Sauf que cette fois, ce ne sont pas des signaux perceptifs venus de l’extérieur (son, odorat, vision, toucher etc.).
Ce sont des signaux faisant référence à des émotions, des envies et des souvenirs emmagasinés dans notre mémoire récente ou plus ancienne.
Le cerveau se met alors à rêver en toute sécurité.
On est projeté dans une sorte de film hyper réaliste.
La seule chose qui différencie à ce moment-là le sommeil REM de l’éveil,
C’est notre incapacité totale à bouger nos muscles volontaires.
Notre corps est totalement atone, impossible de bouger.
Seuls les muscles involontaires (responsables de la respiration etc.) restent actifs.
Cette paralysie sélective du corps est idéale !
Elle nous empêche en effet de bouger…
Et donc de nous blesser pendant que nous rêvons.
Au passage, comme il est impossible de bouger pendant le REM,
Cela signifie une chose importante pour les somnambules.
Si vous faites une crise de somnambulisme, vous la faites forcément au cours du NREM (parce que vous pouvez bouger).
Les scientifiques se sont aperçus d’un autre truc hyper intéressant,
Une structure du cerveau intervient particulièrement au cours du REM :
Les amygdales cérébrales.
Or les amygdales cérébrales sont un lieu clé pour le déclenchement d’émotions fortes.
C’est un peu l’ascenceur émotionnel de notre cerveau.
Les amygdales cérébrales sont fortement reliées au cortex pré-frontal, le centre de commandement rationnel du cerveau.
Une bonne nuit de sommeil est comme un frein qui appuie sur les amygdales cérébrales.
Les amygdales cérébrales communiquent alors beaucoup moins avec le cortex.
Au réveil et pendant la journée, le cortex cérébral n’est alors pas noyé par les émotions.
On maîtrise nos émotions.
On garde le contrôle de nos décisions.
À quoi sert le sommeil REM ?
Grâce au REM, notre capacité à reconnaître les signaux socio-émotionnels du quotidien est accrue.
Interpréter un regard, un commentaire, une attitude… devient beaucoup plus facile.
Le REM apporte ainsi stabilité, réfléxion et nourrit l’intelligence émotionnelle.
Mais pas que…
Le REM a aussi un rôle incroyable dans notre créativité.
Pendant le REM, notre mémoire toute fraîche se confronte à nos souvenirs passés.
Des liens se créent entre anciens et nouveaux souvenirs.
Notre passé questionne notre présent.
Et vice versa.
On crée des associations d’information.
On contextualise.
En voyant les choses sous un nouveau jour, les contours d’un problème apparaissent plus clairs.
Bref, notre mémoire s’éguise et se complexifie.
Que se passe-t-il en cas de manque de sommeil REM ?
Le frein sur nos amygdales cérébrales se relâche.
Le cerveau est alors submergé par les émotions.
On devient beaucoup plus instable émotionnellement.
Plus irrascible.
Moins en contrôle de nos décisions.
Le rêve comme thérapie émotionnelle
Le Prof. Matthew Walker a développé une théorie hyper intéressante à propos du rêve.
Il explique ainsi que le rêve nous aide à détacher l’émotion de l’expérience.
Autrement dit, rêver d’un évenement douloureux en atténue la portée émotionnelle.
D’ailleurs une autre scientifique vient appuyer cette théorie.
Le Dr Rosalind Cartwright a démontré sur un groupe de patients que plus ceux-ci rêvaient tôt d’une expérience douloureuse qui leur était arrivée, plus vite ils s’en remettaient…
Développant ainsi une forme de résilience.
Ce processus de thérapie nocturne semble fonctionner tant qu’une hormone du stress, la noradrénaline, est absente du cerveau au cours du REM.
C’est le cas en temps normal.
Mais par exemple chez les victimes de troubles de stress post-traumatique, les scientifiques se sont apercus qu’on retrouvait souvent la présence de cette noradrénaline dans le cerveau au cours du REM…
Cela pourrait donc expliquer pourquoi chez ces patients, le REM ne fait pas son boulot correctement et laisse un boulevard aux cauchemars à répétition.
Le rêve lucide
Je dois avouer qu’avant la lecture du livre, je ne connaissais pas l’existence du rêve lucide.
Mais son existence a bel et bien était prouvé scientifiquement.
On parle de rêve lucide quand la personne qui rêve est consciente qu’elle est en train de rêver.
Fait plus intéressant, la personne peut alors changer le cours de son rêve.
Elle peut ainsi prolonger une expérience positive.
Ou au contraire stopper une expérience négative.
Par exemple, imaginez un peu que vous rêvez, installé sur cette magnifique terrasse en Cappadoce…
N’auriez-vous pas envie de prolonger l’aventure en montgolfière ?
Moi, oui…
En tous les cas, la science ne sait pas pour l’instant à quoi servent les rêves lucides.
Le Prof. Walker avance tout de même la statistique suivante :
“80 % de la population ne sont pas des rêveurs lucides naturels”
Dommage…
Le temps de sommeil idéal selon l’âge
Comme on peut le voir sur cette infographie, il n’y a pas une durée de sommeil idéale universelle.
La quantité nécessaire de sommeil est différente pour chaque individu.
Elle est aussi différente pour chaque classe d’âge.
C’est en fait logique car le sommeil est très lié au développement du cerveau.
Comment se déroule le sommeil avec l’âge ?
Chez le fœtus :
Il dort presque constamment jusqu’à la naissance.
Surtout il consomme énormément de REM dans les 2ème et 3ème trimestres.
Vers la fin de la grossesse, il en consomme jusqu’à 12h/jour.
La maturation du cerveau semble avoir un besoin crucial de ce sommeil paradoxal.
Chez l’enfant :
L’horloge circadienne ne se met vraiment en état de marche qu’à partir de la 1ère année.
À cet âge-là, l’enfant passe alors la majorité de sa journée éveillé. Et la nuit endormi.
À 4 ans, son sommeil passe de polyphasique à biphasique.
Le sommeil monophasique ne s’installera qu’à la fin de l’enfance.
Pour ce qui concerne le temps de sommeil NREM vs le temps de sommeil REM :
À 6 mois : 50% NREM – 50% REM
À 5 ans : 70% NREM – 30% REM
À 18 ans : 80 % NREM – 20 % REM. Cette répartition reste ensuite assez stable à l’âge adulte.
Chez l’adolescent :
L’horloge circadienne d’un adolescent va être en net recul par rapport à celle de l’adulte.
Et donc le sommeil va lui venir naturellement à une heure plus tardive que chez l’adulte.
Au passage, si l’adolescent a besoin d’autant de NREM et de sommeil profond en particulier, ça n’est pas un hasard.
Le cerveau fœtal et celui de l’enfant surmultiplie les connexions neuronales.
Et cela crée pas mal de connexions redondantes et inutiles.
Le sommeil NREM de l’adolescent vient alors aider à retirer tous ces excès.
Cet “élagage” qui prend du temps aide l’adolescent à développer son cerveau cognitif pour être plus rationnel et devenir ainsi un adulte.
Chez la personne âgée :
L’histoire qui voudrait que les personnes âgées ont besoin de moins de sommeil que le reste de la population est un mythe.
Si les personnes âgées dorment moins, c’est parce qu’avec l’âge, la zone du cerveau responsable de générer les ondes du NREM se dégrade.
Les personnes âgées peuvent ainsi perdre jusqu’à 70% du NREM en comparaison des jeunes adultes.
Leur sommeil est alors beaucoup plus fragmenté.
Et l’efficacité de leur sommeil bien moindre.
L’horloge circadienne d’une personne âgée va quant à elle avoir une nette avance par rapport à l’horloge d’un adulte moyen et le sommeil lui viendra donc beaucoup plus tôt.
Le sommeil et l’immunité
Il existe un lien incroyable entre le sommeil et le système immunitaire.
Vous savez le système immunitaire c’est ce système qui regroupe tous les mécanismes internes de défense de l’organisme.
Le Prof. Walker partage dans son livre plusieurs études éloquentes :
Au cours d’une étude par exemple, le Dr Aric Prather a fait injecté le virus responsable du rhume chez un groupe de patients.
Il s’est aperçu que 50% des patients, qui dormaient moins de 5 heures en moyenne la semaine précédente, développaient le rhume.
Pour ceux qui dormaient 7h ou plus, seulement 18% des patients développaient le rhume.
Une autre étude menée par le Dr Michael Irwin à montré quant à elle qu’un manque de sommeil important faisait chuter de manière vertigineuse le nombre de lymphocytes NK dans le système immunitaire.
Or les lymphocytes NK (“Natural Killer cells”) ont des propriétés contre le cancer très connues.
Le Dr Derk-Jan Dijk de son côté a montré que le sommeil était impliqué dans la régulation de l’activité de nombreux gènes responsables du processus inflammatoire.
Bref, impossible d’être exhaustif sur toutes les études réalisées, mais le lien entre sommeil et immunité est indéniable.
Conclusion :
J’espère que cet article vous aura été utile pour mieux comprendre le rôle du sommeil.
Comme on a pu le voir,
Bien dormir apporte des bienfaits considérables pour la santé à tous les âges.
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