Rudolph et les autres rennes ont un don pour le multitâche, selon une étude

Certaines personnes, comme le dit l’expression, sont si mauvaises en multitâche qu’elles « ne peuvent même pas marcher et mâcher du chewing-gum en même temps ».

On ne peut cependant pas en dire autant des rennes, avec une nouvelle étude suggérant que Rudolph et ses semblables pourraient être capables de dormir et de ruminer simultanément.

Pour être plus précis, des chercheurs norvégiens et suisses ont découvert que les ondes cérébrales observées chez le renne pendant la rumination (remâcher des aliments partiellement digérés pour aider à absorber plus de nutriments) ressemblent souvent à celles observées pendant le sommeil non paradoxal.

Les non-REM, dans lesquels les mouvements oculaires rapides (REM) ne se produisent pas, sont les phases du sommeil pendant lesquelles le cerveau organise les souvenirs, répare les blessures et permet à la personne de se réveiller reposée.

L’équipe pense que les rennes pourraient ainsi effectuer plusieurs tâches à la fois et bénéficier d’un repos supplémentaire pendant les mois d’été sans avoir à dormir de plus longues heures.

Cela pourrait être essentiel pour les animaux, qui se nourrissent presque sans arrêt à cette période de l’année en prévision du long et rare hiver arctique.

L’étude a été entreprise par la neuroscientifique Melanie Furrer de l’Université de Zurich et ses collègues.

“Plus les rennes ruminent, moins ils ont besoin de sommeil non paradoxal supplémentaire”, a déclaré Furrer dans un communiqué. “Nous pensons qu’il est très important qu’ils puissent gagner du temps et couvrir en même temps leurs besoins en matière de sommeil et de digestion, surtout pendant les mois d’été.”

À cette époque de l’année dans l’Arctique, le soleil est toujours visible au-dessus de l’horizon. En revanche, en hiver, l’Arctique connaît une nuit permanente.

En fait, des études antérieures ont montré que pendant ces saisons, lorsque les cycles lumière-obscurité sont absents, les rennes vivant dans l’Arctique ne présentent pas les rythmes comportementaux habituels consistant à être plus actifs pendant la journée, comme ils le font à d’autres moments de l’année.

Cependant, il n’était pas clair auparavant si ces différences saisonnières avaient également un effet sur la durée et la qualité du sommeil des animaux.

Dans la nouvelle étude, l’équipe a mesuré l’activité cérébrale de quatre rennes de la toundra eurasienne à trois reprises : à l’équinoxe d’automne, au solstice d’été et au solstice d’hiver.

Les animaux, qui étaient tous des femelles adultes, appartiennent à un troupeau captif gardé à l’Université de Tromsø – Université arctique de Norvège.

Toutes les expériences ont été réalisées dans des écuries intérieures, les rennes ayant accès à une nourriture illimitée et maintenus sous un éclairage contrôlé et à une température constante.

Même si les rennes étaient considérablement plus actifs pendant l’été, les chercheurs ont constaté qu’ils dormaient à peu près la même durée en été, en automne et en hiver, ce qui signifie que leurs besoins en sommeil sont étroitement régulés par le cerveau et non par leur environnement.

Ceci, explique l’auteur de l’article Gabi Wagner de l’Institut norvégien de recherche en bioéconomie à Oslo, contraste avec diverses autres espèces qui modifient la durée de leur sommeil en réponse aux conditions environnementales.

D’autres exemples, a-t-elle ajouté, incluent les otaries à fourrure, qui suppriment le sommeil paradoxal lorsqu’elles sont forcées de dormir dans l’eau ; les bécasseaux pectoraux mâles, qui ne dorment qu’une heure par jour pendant la saison de reproduction ; et les grandes frégates, qui dorment en volant, mais comptent sur la durée de leur sommeil lorsqu’elles sont en l’air.

En moyenne, a noté l’équipe, les rennes passaient chaque jour 5,4 heures en sommeil non paradoxal et 0,9 heure en sommeil paradoxal, quelle que soit la saison, ainsi qu’environ 2,9 heures à ruminer.

“Le fait que les rennes dorment autant cet hiver que cet été implique qu’ils doivent avoir d’autres stratégies pour faire face au temps de sommeil limité pendant l’été arctique”, a déclaré Furrer.

Lorsqu’ils dormaient et ruminaient, l’équipe a découvert que les rennes présentaient des modèles de comportement similaires, ayant tendance à s’asseoir ou à se tenir tranquillement debout et à moins réagir aux perturbations telles que celles de leurs voisins qui s’asseyaient ou se levaient.

En fait, les animaux n’ont répondu à de tels stimuli que 25 pour cent du temps en ruminant et 5 pour cent du temps en sommeil non paradoxal, contre 45 pour cent du temps en état d’éveil complet.

En ruminant, les animaux gardaient également souvent les yeux fermés, comme ils le font généralement pendant leur sommeil.

Et lorsqu’ils ruminaient, les lecteurs d’activité cérébrale du renne ressemblaient souvent à ceux observés en sommeil non paradoxal, y compris une augmentation de l’activité dite à ondes lentes.

Cette activité, expliquent les chercheurs, est révélatrice d’une accumulation de « pression du sommeil », la motivation biologique inconsciente d’un sommeil plus long et plus profond.

Il n’est pas tout à fait clair si les rennes étaient complètement endormis en ruminant, ou simplement dans un état proche du sommeil, note Wagner – mais le premier semble probable, compte tenu de leur activité cérébrale.

Elle ajoute : “Cela est également en accord avec des études récentes sur d’autres ruminants tels que les moutons, utilisant une technique plus invasive : des électrodes intégrées dans le cerveau.”

Les scientifiques ont déjà déterminé que d’autres ruminants – moutons, chèvres, bovins et petits cerfs-souris – produisaient également des ondes cérébrales semblables à celles du sommeil lorsqu’ils ruminaient, mais il n’était pas clair si ce processus servait également à un sommeil réparateur. fonction.

Pour explorer cela avec les rennes, l’équipe a expérimenté en privant les animaux de sommeil pendant deux heures en utilisant une combinaison de nourriture et d’attention, et a mesuré leurs ondes cérébrales pendant leur sommeil avant et après cette interférence.

Des analyses cérébrales ont révélé que les rennes présentaient une activité à ondes plus lentes après une privation de sommeil, ce qui indique une accumulation de pression du sommeil et suggère qu’ils dormaient plus profondément.

Cependant, plus les rennes ruminaient après avoir été éveillés et avant de dormir, moins ils avaient d’activité à ondes lentes pendant leur sommeil, a découvert l’équipe.

“Cela suggère que la rumination réduit la pression du sommeil, ce qui pourrait bénéficier aux rennes, car cela signifie qu’ils n’ont pas à faire de compromis sur la récupération du sommeil lorsqu’ils passent plus de temps à ruminer”, a expliqué Furrer.

Les rennes ne dorment peut-être pas tout le temps lorsqu’ils ruminent, explique Wagner, car comme nous, ils ont probablement besoin de bonnes conditions pour s’endormir, sans bruit, sans distraction ni peur.

“Il est très important pour les rennes de disposer de suffisamment de temps pour ruminer sans être dérangés”, dit-elle.

Oleg Lyamin, qui n’a pas participé à la présente étude, est un chercheur de l’Université de Californie à Los Angeles qui a mené des recherches sur le sommeil chez un autre ongulé, ou « mammifère à sabots », le petit cerf-souris.

Le problème, a-t-elle expliqué, est que « le processus de rumination – mâcher, avaler, régurgiter et mâcher à nouveau des aliments – interfère avec notre capacité à mesurer le sommeil à l’aide de l’électrophysiologie ».

Elle a ajouté : « Il s’agit d’une pièce de puzzle solide dans la recherche sur le sommeil des ruminants : la prochaine étape serait de quantifier le sommeil pendant la rumination. »

Comme les rennes semblent entrer dans un état de sommeil uniquement lorsqu’ils ruminent de temps en temps, les futures études devraient également comparer l’impact de différents comportements de rumination, a indiqué l’équipe.

Idéalement, ont-ils ajouté, les rennes seraient étudiés dans des conditions extérieures plus naturelles.

Cependant, cela nécessiterait probablement des capteurs d’activité cérébrale implantés chirurgicalement, par opposition aux électrodes non invasives attachées à la peau utilisées dans la présente étude.

“Nous savons que le besoin de sommeil est beaucoup plus élevé chez les jeunes enfants et les bébés que chez les adultes”, a déclaré Furrer. “Il serait donc intéressant d’étudier le sommeil des jeunes rennes.”

“Nous pensons que cette recherche pourrait déclencher davantage d’études sur le sommeil pendant la rumination chez le renne et d’autres ruminants”, a déclaré Wagner. “En outre, cela montre à quel point il est important que les rennes disposent de suffisamment de temps pour ruminer sans être dérangés, car cela est important à la fois pour leurs besoins digestifs et pour leur sommeil.

“Par conséquent, nous espérons que les futures recherches et décisions politiques sur les activités humaines dans les parcours de rennes et de caribous tiendront compte du fait que les rennes disposent de suffisamment de temps et d’espace pour se reposer sans être dérangés.”

Proudfoot a conclu : “Comprendre le sommeil chez une variété d’espèces sauvages et domestiquées peut nous donner un aperçu de l’évolution du sommeil et nous aider à mieux répondre aux besoins de ces animaux lorsqu’ils sont sous notre garde.”

Les résultats complets de l’étude ont été publiés dans la revue Biologie actuelle.