Publié le 2025-11-06 16:11:00. Une nouvelle étude révèle les interactions complexes entre l’activité cérébrale, la consommation d’énergie et le flux sanguin lors de la transition entre l’éveil et le sommeil profond, ouvrant des perspectives sur les troubles du sommeil et les maladies neurologiques.
- L’activité cérébrale reste réactive au monde extérieur même lorsque la conscience s’estompe pendant le sommeil.
- La consommation d’énergie et le métabolisme diminuent avec l’approfondissement du sommeil, tandis que le flux sanguin devient plus dynamique.
- Cette recherche pourrait éclairer les mécanismes d’élimination des déchets cérébraux et leur lien avec des maladies comme Alzheimer et Parkinson.
Comprendre ce qui se passe dans le cerveau lorsque nous nous endormons est un enjeu majeur pour la recherche neurologique. Les scientifiques espèrent non seulement décrypter les processus de réparation et de régénération qui se déroulent pendant le sommeil, mais aussi identifier les causes des troubles du sommeil et leur possible lien avec des pathologies plus graves. Une nouvelle étude, menée par des chercheurs bénéficiant du soutien de la Brain Behavior Research Foundation (BBRF), apporte des éléments de réponse grâce à une approche innovante combinant plusieurs techniques d’imagerie cérébrale.
L’équipe du Dr Jingyuan E. Chen, du Mass General Brigham, a utilisé simultanément l’électroencéphalographie (EEG), l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) et la tomographie par émission de positons (TEP) avec du fluorodésoxyglucose (fPET-FDG) pour observer l’activité cérébrale de 23 adultes en bonne santé pendant de courtes périodes de sommeil. L’EEG mesure l’activité électrique du cerveau avec une précision de la milliseconde, l’IRMf visualise les changements du flux sanguin liés à l’activité cérébrale, et le fPET-FDG permet de suivre l’évolution du métabolisme du glucose, principale source d’énergie du cerveau.
« Nos recherches aident à expliquer comment le cerveau reste réactif au monde extérieur, même si la conscience s’estompe pendant le sommeil. »
Jingyuan E. Chen, Ph.D., jeune enquêteur BBRF 2022
Les résultats de cette étude, publiés dans la revue Communications Nature, révèlent une série de schémas complexes qui émergent au fur et à mesure que les sujets passent de l’état d’éveil au sommeil profond NREM (Non-Rapid Eye Movement). Les chercheurs ont constaté que la consommation d’énergie et le métabolisme cérébral diminuent à mesure que le sommeil s’approfondit, tandis que le flux sanguin devient plus dynamique, en particulier dans les zones sensorielles. Ils ont également observé que les réseaux cognitifs supérieurs se calment pendant la transition vers le sommeil, mais que le flux de liquide céphalo-rachidien (LCR) qui baigne le cerveau et la moelle épinière augmente.
Ces observations soutiennent l’hypothèse selon laquelle le sommeil favorise l’élimination des déchets métaboliques du cerveau, tout en maintenant un niveau d’activité suffisant pour permettre une vigilance inconsciente face aux stimuli extérieurs. L’étude suggère un équilibre délicat entre la production et l’élimination de ces déchets, un processus qui pourrait être perturbé dans certaines maladies neurologiques. Les chercheurs soulignent que la dynamique du LCR pourrait être liée aux changements métaboliques observés pendant le cycle veille-sommeil, avec un débit de LCR plus élevé lorsque le métabolisme est ralenti.
L’utilisation combinée de la TEP-FDG et de l’IRMf offre, selon l’équipe, une opportunité unique d’étudier les mécanismes neuronaux, métaboliques et liés au flux sanguin qui sous-tendent la cognition et l’éveil chez l’homme. Cette approche pourrait permettre de mieux comprendre comment une coordination perturbée de ces processus contribue aux troubles du sommeil et à des maladies neurologiques telles que la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson. Dara S. Manoach, Ph.D. (bénéficiaire de bourses BBRF en 2010, 2006, 1999 et 1995) et Laura D. Lewis, Ph.D. (jeune chercheuse BBRF 2019) ont également participé à cette recherche.