Science & Vie HS 220.

Apprenez a biep Mal.ers Mécanismes du sommeil: des découvertes étonnantes® POURQUOI ON DEVIENT INSOMNIAQUE ET COMMENT ON SE SOIGNE® TEST : QUEL TYPE DE DORMEUR ÊTES-VOUS?T 02579-220- : 3,80 €-RD FRANCE METRO:3,80 € - DOM:4,60 € • BEI:4,50 € • CH:7,50 FS• FINji,20 € - AND:3,80€ - CAN:S;95 TCAN • ESP:5,70 € - GR:4,40 € ITA:3,60 €-LUX:4,30 € s MAR:35 DH • JIUV^:6:50 € -PORT. CONT.:3,60 €•SPM:4.60 €•TUH:3,500 DTU • TOM:1370 XPF

La nouvelîé révolution I Automobile 2002-2010 ftAu SOMMAIRE :> AERONAUTIQUE ET AUTOMOBILE ; QUI COPIE QUI ?> SÉCURITÉ : LES OUTILS POUR ANTICIPÉR LE RISQUE> POLLUTION: MOTEURS OU CARBURANTS, D'OÙ VIENDRA LE PROGRÈS ?> La VOITURE COMMUNICANTE : LE MULTIMÉ U SERVICE DES CONDUCTEURS LE 12 SEPTEMBRE 2002 ÉDITION SpécialeCHEZ LES MARCHANDS DE JOURNAUX. SCENC

Des réseaux en veilleuseIlest des courts et des longs dormeurs, contrôlés en amont par l'horloge endo gène,et recouvrant plusieurs régions de comme il est des petits et des grosmangeurs. Des qui ne passent jamais notre cerveau. Des réseaux dont les inplus de 5 heures dans leur lit, et d'autresdont le temps de sommeil quotidien dé terfaces et les transmetteurs détermipasse régulièrement les 10 heures.Pourquoi? Pléthore d'hypothèses ont été nent la fonction:éveil ou sommeil,avecémises,sans qu'aucune ne fournisse à des nuancesfaisant passer de l'état d'enelle seule d'explications satisfaisantes. dormissement à celui des rêves en pasCar ces dix dernières années,en s'affi- sant par le sommeil lent profond.Le rénant,les connaissances acquises sur lesommeil ont fait apparaître un schéma seau de l'éveil est désormais bien connu.d'une extrême complexité. Mais il en va tout autrement des réseaux L'existence d'une horloge interne, aucœur de notre cerveau,ne fait plus au du sommeil,qui commencentseulementcun doute. On sait même qu'elle im- d'être décryptés. Or éveil et sommeilpUque plusieurs gènes,dontl'expressionest contrôlée par des mécanismes quasi sont intimement liés : l'éveil est ainsi inidentiques de la mouche à l'homme.Reste que cette horloge n'explique pas hibé par le sommeil,que l'éveil inhibetout. C'est certes elle qui dicte à notre ou au contraire génère lui-même...organisme de rester éveUlé. Mais pour lefaire, elle requiert des intermédiaires, On comprend dès lors l'intérêt detout en étant soumise à des paramètres l'étude de cas extrêmes,où la durée deextérieurs comme la lumière,le bruit ouencore la faim,le froid,etc. sommeil est raccourcie. Mais aussi des L'image qui s'impose aujourd'hui est pathologies,qui sont tout autant richescelle de vastes réseaux de neurones. d'enseignements. Les recherches me nées sur la narcolepsie viennent ainsi ré cemment de livrer un nouvel intermé diaire : une molécule capable à la fois de stimuler l'éveil, et de renforcer l'appétit. Du court dormeur au gros mangeur,les liens sont peut-être plus étroits qu'il n'y paraît... A. L.

Éditorial 66 Les réseaux dormants Un sommeil et leurs agents à durée variable Par Jean-Louis Valatx Directeur de recherche à l'Inserm(U480), Par le Dr Michel Billiard « Neurobiologie des états de sommeilet d'éveil », Université Claude Bernard, Lyon Professeur de neurologie et directeur du service de neurologie B, hôpital Gui de Chauliac, Montpellier 70 Comment dorment13 Dormeurs icônes les non-voyants Par Anne Debroise Par le Dr Damien Léger Directeur du Centre du sommeil,16 Comment le sommeil Hôpital européen Georges Pompidou faculté de médecine Broussais-Hôtel-Dieu, Paris s'étudie Et le Dr Aurélien Marabelle Par Jérôme Blanchart 74 Petits sommes de marins22 ; Le sommeil par vagues Par Anne Debrolse Par Jérôme Blanchart 78 Éveils forcés LA PHYSIOLOGIE Par le Dr Didier Lagarde DU SOMMEIL Médecin en chef, département « sciences médicales etfacteurs humains », Délégation générale pour28; Dormir demande l'armement, Paris de l'énergie Par Raymond Cespuglio Directeur de recherche à l'Inserm(U480), « Neurobiologie des états de sommeil et d'éveil », Université Claude Bernard, Lyon34 i Les gènes de notre horloge Par Yves Dauviliiers Service de neurologie B, hôpital Cuide Chauiiac, Montpellier44 Appétit et éveil: une même clé Par Véronique Fabre Chargée de recherches à l'Inserm(U288), « Neuropsychopharmacologie moléculaire, cellulaire et fonctionnelle », faculté de médecine Pitié-Salpêtrière, Paris Et le Dr Patrice Bourgin Maître de Conférences et praticien hospitalier, laboratoire du sommeil, CNRS(UPR2i97), « Développement,évolution etplasticité du système nerveux », Cif-sur-Yvette(91) HôpitalAntoine Béclère, faculté de médecine de Paris Sud50 Les neurones du sommeil lent Par Patrice Fort Chargé de recherches au CNRS(FRE 2469), « Physio- pathologie des réseaux neuronaux du cycle veille- sommeil », Université Claude Bernard, Lyon56 La mécanique du sommeil paradoxal Par Lisa Carnier62 La molécule de l'éveil Par Anne Teyssèdre COUVERTURE:TAXI - CETTY IMAGES

A LA SOURCE Gérer ses insomnies DES REVES et retrouver ses nuits86 De quoi rêve-t-on ? Par Charles M. Morin92 Directeur du centre d'étude des troubles du sommeil. Par Joseph de Koninck Université Laval, Québec, Canada Professeur de psychologie,faculté des études supérieures Et Marie-Christine Oueiiet etpostdoctorales, université d'Ottawa, Canada Université Laval, Québec, Canada OÙ seforment nos songes? Hypnotiques:le vrai risque de dépendance Par Joseph de Koninck Par le Dr Françoise Coidenberg, LES PATHOLOGIES Maître de conférences et praticien hospitalier. DU SOMMEIL Laboratoire du sommeil, service de physiologie et d'explorations fonctionnelles, hôpital Henri Mondor,96 Comment devient-on Créteii(94) insomniaque ? La maladie Par le Dr Sylvie Royant-Paroia du «trop dormir» Psychiatre etspécialiste des troubles du sommeil, Présidente du Syndicat de la médecine du sommeil Par Emmanuel Monnier etdela vigilance Ronfleurs à bout de souffle Par Emmanuel Monnier ÂGE ET SOMMEIL 132 Sommeil d'enfants Par Valérie Deviiiaine 138 Quand le sommeil prend de l'âge Par Muriel Valin BIEN DORMIR 144 Tests:quel type de dormeur êtes-vous? Par Perrine Vennetler 156 L'art et la manière de bien dormir Par Anne Debroise 160 Résultats des tests

UN SOMMEIL S'il y a bien une donnée physiologique propre à chaque espèce, voire même à chaque être vivant, c'est bien la durée du sommeil. La preuve... Par Michel Billiard Les nourrissons,comme les adultes, ont unsommeil dont la duréen'est pas toujours lamême.Les vrais jumeauxprésentent toutetois defortes concordances,cequi plaide en faveur defacteurs génétiques...

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Lesommeilestunétatdesuspensionpartielleet des fuseaux rapides(ou spindles) puis une activité lente de grande amplitude correspondant au som périodique des rapports sensitifs et moteurs meil lent profond. Le sommeil des mammifères,à l'exception de rares espèces, comprend aussi du d'un être vivant avec son environnement. Cet sommeil paradoxal,reconnaissable à de nombreux critères (activité électro-encéphalographique deétat est immédiatement réversible par une stimula faible amphtude,mouvements oculaires rapides,setion suffisante. Il s'accompagne,par ailleurs, d'une cousses musculaires brèves des extrémités et des peattitude spécifique à chaque espèce. Chez le mam tits muscles de la gueule,atonie posturale).mifère,la position du repos est généralement le décubitus latéral,corps en flexion et yeux clos. Cer UN TRAIT CONSTANTtains animaux,à l'instar du cheval ou de l'éléphant,dorment néanmoins en partie debout, quand L'alternance sommeillent-sommeU paradoxal estd'autres,les mammifères marins,le font en nageant une constante chez les mammifères. Reste que laet d'autres encore avec les yeux demi-ouverts... durée totale du sommeil,celle des cycles et la proC'est dire l'insuffisance des critères comportemen portion de sommeil paradoxal varient largementtaux pour mesurer exactement la durée du sommeil d'une espèce à l'autre (voir l'encadré ci-dessous). Cela s'explique de plusieurs façons. On sait paret la nécessité de recourir à diverses méthodes d'ex exemple qu'un être vivant dort d'autant moins queploration - électro-encéphalogramme, électromyogramme et électro-oculogramme - réunies sous leterme de polysomnographie. Outre une mesure quantitative du sommeil sur24 heures,ces méthodes permettent également d'apprécier sa quahté. On reconnaît en effet différentsétats et stades de veille et de sommeil sur un enregistrement polysomnographique: veille,sommeillent léger,sommeil lent profond et sommeil paradoxal. L'endormissement est ainsi associé au ralentissement et à l'augmentation d'amphtude de l'activité électro-encéphalographique. Apparaissentensuite,chez presque toutes les espèces étudiées.Dormeurs en tout genreLesopposums(marsu murien,crédité de17heures.piaux), les chauves-souris Parmi les rongeurs, le plus(chiroptères)et l'armadillo long dormeur est l'écureuilgéant(édenté)dorment au arctique,avec16,6 heures demoins 18 heures par jour, sommellparjour,etleplusquand les primates oscil lent court, la souris,avec7heuresentre8et11 heures quoti de sommeil. Des duréesdiennes,à l'exception du lé- sommetoute comparables à celles des carnivores,où le 1,9 heure quotidiennes. plus long dormeur est le tigre Quantà la durée du cycle avec 15,8 heures de sommeil, desommeil,elle varie de et le plus court, le genet avec 85 minutes chez le chimpanzé 6,3 heures. Mais bien supé (90 minutes chez l'homme) rieures aux chiffres connus à 7 minutes chez la chauve- pour l'éléphant d'Asie dormant souris et lechinchll la,tandis 3,9 heures et celui d'Afrique que la durée du sommeil 3,3 heures, ou encore pour paradoxal va de 1,44 heure l'âne avec ses 3,1 heures et le chez le chimpanzé(1,9 heureCochon d Inde cheval avec ses 2,9 heures. Le chez l'homme)à 0,4 heure mouton,le cerf et la girafe affi chez l'âne voire à0 minute chent pour leur part respecti chez le dauphin de la merAGE 5 10 15 20 30 40 Adulte vement3,8 heures,3 heures et Noireet le marsouin.6 Pour vous aiminer:www.exGelsior.fr

sa masse corporelle est importante et son métabo A Pour la plupart, les mammifères dormentlisme bas. Or,la teneur en graisse augmente avec la le corps en flexion et les yeux fermés. Mais iataille: elle représente à peine 5 % de la masse cor règle a ses exceptions:l'éiéphant,comme leporelle pour les espèces les plus petites,etjusqu'à cheval, dort en partie debout.25-30% chez celles pesant autour de 100 kg. Il sepourrait donc que les espèces dont la masse corpo corrélée à la durée du sommeil paradoxal et à sonrelle est importante aient moins besoin de dormir pourcentage par rapport au sommeil total. Chez lescompte tenu de leurs réserves énergétiques.Le som espèces « précoces »,déjà proches de la maturité à lameil,via le repos,pourrait permettre de maintenir la naissance (le cobaye ou le mouton, par exemple,dépense d'énergie à un niveau acceptable(voir l'ar sont capables de marcher quelques heures après laticle de Raymond Cespuglio,p. 28). naissance),le pourcentage de sommeil paradoxal est S'agissant du sommeil paradoxal,les études ont bas et le demeure par la suite. À l'inverse,chez lesprouvé que sa durée et son pourcentage étaient liés espèces « tardives » telles le rat,le chat et l'homà différents indices de maturation néonatale et de me,ce pourcentage est important à la naissance et diminue au cours du développement.reproduction. La durée de la gestation est en effet Tout l'intérêt de cette corrélation se révèle à w Plusla masse corporelle d'un animal estimpor tante, moins celui-ci dort. La durée du sommeil l'examen de deux catégories d'animaux: d'un côté paradoxal semble corrélée à celle de la gestation (11 mois chez ia baleine à bosse,2chez ie chien). I - Encore loin de la maturité à la naissance, elles sont à ce moment-là immobiles,aveugles et dépendent totalement des soins de la mére.

PUBLICITESouvent, acariens et humidité s'ailientpour nous gâcher la nuit. C'est qu'il s'enpasse des choses pendant qu'on dort !Asthme, rhinites chroniques, conjonctiviteet eczéma, sans vouioir noircir le tableau,les acariens sont susceptibles d'êtreresponsables d'une grande partie desallergies dont souffrent petits et grands.Des millionsd'acariensdans votre matelas IDe la famille des araignées, de taille microscopique Elles sont peu nombreuses, les marques comme|(0.4 mm de long)et présents sous toutes les latitudeset sous tous les climats, les acariens affectionnent p;ir- Otirev et Duvivier qui se sont penchées sérieusementticulièrement la poussière, la chaleur et l'humidité. sur ce problème. (.-IfU'iTOoSOO 87W14) wvinw.literie-ciuvivier.fr LE MATELAS : UN PARADIS POUR ACARIENS DUVIVIERExactement ce que l'on trouve dans un matelas mSYSTEM®insuffisamment aéré. Ils s'y retrouvent par millions,sans bruit, sans se faire remarquer, mais on l'a vu. pas Un principesans conséquences. Aujourd'hui, si les modificationsdes conditions de vie favorisent leur prolifération : d'aération exclusif : deux aérateursfenêtres calfeutrées, diminution de l'aération des latéraux renouvellentlogements, il est tout aussi facile de les combattre l'air jusqu'au cœurefficacement : il faut aérer, et en premier lieu le matelas. du matelas.UN MATELAS SEC EST UN MATELAS SAIN IÉliminez la cau.se, vous éliminerez les effets. Puisque L'utilisation de deux aérosols Duvivier élimine bactéries et acariensles acariens aiment l'humidité, supprimez-la. vous Un capteur absorbe l'humiditéles supprimerez et avec eux les allergies qu'ils causent. pour garder votre matelas sec et sainC'est en partant de ce précepte que Duvivier IMPORTANT LE SOMMEILéquipe ses matelas de larges aérateurs. On y consacre près d'un tiersCe procédé exclusif renouvelle l'air en de sa vie et passer une bonnepermanence, et donc ventile le matelas enprofondeur. Pour être encore plus efficaces, nuit, c'est à coup sûr passer aussi une bonne journée.les deux aérateurs situés sur les côtés Et s'il est un élément essentielpeuvent être dotés d'un capteur qui élimine à un bon repos, c'est bientoute trace d'hmnidité. Ajoutez à cela un le matelas. Les matelas agrééstraitement aérosol anti-bactérien et anti- Belle Literie satisfont à desacarien régulier et vous comprendrez tests extrêmement exigeants,pourquoi un matelas Duvi\ ier respire vrai tant sur le confort que sur la sécurité et la longévité.ment la srmté. Confortablement allongé survotre lit. vous ne vous rendez compte de rien,bien sûr. Mais votre santé, elle, saura fairela différence !

les reptiles(à sang froid,dits ectothermes),précoces Plus ou moins que la normaleet dénués de sommeil paradoxal, du moins desommeil paradoxal au sens où on l'entend habituel 200 Longslement,de l'autre les oiseaux et autres animaux de 150-venus espèces à sang chaud (dites endothermes)en 100 dormeurs imême temps qu'apparaissait chez elles le manque 50- Courtsde maturation néonatale. dormeurs La relation entre sommeil paradoxal et immaturité a été interprétée de façon variée, mais l'une desthéories les plus séduisantes a été développée pardes psychiatres américains,les docteurs HowardRoffwarg,Joseph Muzio et William Dement. Seloneux,le sommeil paradoxal aurait pour fonction destimuler le développement initial du cerveau,dansl'obscurité de l'utérus et dans les premiers jours devie,lorsque les organes des sens ne reçoivent pasd'information de l'extérieur ou sont insuffisammentdéveloppés pour en recevoir.ILS DORMENT PEU MAIS BIEN Veille Stade I SP Stade II Stade III et IV Chez l'homme,on qualifie de « court dormeur » A C'estsurtout par la durée du stade II du sommeil lent(SL)quecelui ou celle qui,de façon habituelle, dort nette se distinguent courts et longs dormeurs. Chez ces derniers, lement moins qu'une personne de son âge. Sa durée sommeil paradoxal et le stade I du SL sont aussi plus longs.de sommeil est inférieure à 75 % de la normale:en En comparant l'architecture du sommeil des courts et des longs dormeurs (voir la figure ci-valeur absolue,elle s'avère régulièrement inférieure dessus),on constate qu'elle diffère surtout par la duà 5 heures. Inversement,est dit « long dormeur »celuiou celle qui passe davantage de temps à dormir rée du stade II du sommeil lent. Celle-ci est basseque les personnes du même âge:son temps de sommeil dépasse réguhèrement 10 heures par 24 heures, chez le premier et élevée chez le second.La diffé rence réside aussi,dans ime moindre mesure,danset atteint souvent 12 à 14 heures le week-end.Son la durée du stade I et du sommeil paradoxal(qui est plus élevée chez le long que chez le court dorsommeil est efficace: le rapport temps dormi sur meur). Il n'y a en revanche aucune différence en cetemps passé au ht est normal. Subjectivement com qui concerne le sommeil lent profond(stades III etme objectivement,le court dormeur n'est pas som IV du sommeillent).Toutse passe comme si le somnolent le jour. Il lui est en revanche impossible de meil du court dormeur reproduisait les cinqdormir plus qu'à son habitude,même s'il en a le loi premières heures de sommeil du long dormeur,lessir.Son sommeil est continu,et n'est pasinterrompu autres ayant tout bonnement disparu.par des éveils. Celui de Napoléon n'a sans doute jamais bénéficié d'un examen approfondi,mais on le Un sommeil à la cartecite classiquement comme exemple (voir l'articled'Anne Debroise,p. 13). On dispose en revanche ommeii lacud'observations bien mieux documentées pour des 3 éEve;il prolonge i \\ Situations-hommes moins célèbres. Parmi eux, deux Austra o«\" D«'ével1 oppemen.t.tri m <jiiuauwiia 1s de sécuritéliens, baptisés par respect de l'anonymat « Mck » et cérébral X. de danger« H » et examinés en 1968.Le premier était un homme d'affaires de 54 ans, plein de vigueur et de vita Durée du sommeillité ;le second,un dessinateur de 30 ans.très actifluiaussi et décrit comme une personne méticuleuse. v Au cours du développement,la durée du sommeil IndispenLeur sommeil fut enregistré pendant 6 ou 7 nuits sable (4-5 premières heures de sommeil)s'allonge. Si aucunconsécutives: « Mck » dormit en moyenne 2h47 et danger ne se présente, un sommeil facultatif s'y Eyoute.« H », environ 2h43. L'un et l'autre affichaient unetrès forte proportion de sommeil lent profond-respectivement 50,3 % et 49,6 %-et un pourcentagede sommeil paradoxal légèrement supérieur à lanormale-23,9% et 23,3 %.Pour vous aimniier:01 46484788

A Les oiseaux,comme tous lesanimaux à sang chaud, ont unephase de sommeil paradoxal, Àla différence des animaux à sangfroid gui n'en possèdent pas. De tels résultats ont amené le psychologue anglais doxal. Qu'il soit qualifié de facultatif ne signifie pasJim Horne à distinguer deux types de sommeil, que ce dernier type de sommeil soit superflu: enfonctionnellement différents(voir la figure du bas effet, un dormeur normal ne peut certainement pasen page précédente): d'un côté le sommeil dit s'en priver toutes les nuits. Il n'est simplement pasindispensable {core sleep), qui correspond aux 4 ou indispensable à court terme.5 premières heures de sommeil et est essentiellement constitué de sommeil lent profond et de Comment répondent les deux types de dormeurssommeil paradoxal, de l'autre le sommeil facultatif face à une privation de sommeil? Pour le savoir,{optional sleep),composé uniquement de sommeil Odile Benoit et Jean Foret,des chercheurs parisiens,lent léger(stade II) et du reste de sommeil para ont mené voilà déjà plusieurs aimées une expérien ce sur trois groupes de courts(5 heures de sommeil70

en moyenne par jour), moyens (sept heures de longs dormeurs(9h30 de sommeil ou plus). Il n'ysommeil en moyenne par jour)et longs dormeurs(neuf heures en moyeime parjour). Après36 heures eut aucune différence dans les résultats. En 1972,de privation,ils mesurèrent l'augmentation de leurdurée de sommeil pendant la nuit de récupération: une seconde étude a été réalisée par l'équipeelle fut respectivement de 33 %,25 % et 5 %.Tout d'Ernest Hartmann,psychiatre de Boston,auprèsse passait donc comme si ces derniers avaient un de 29 personnes. Les chercheurs ont alors constatéexcès de sommeil et, de fait, éprouvaient un besoin que la plupart des courts dormeurs s'avéraient êtremoindre de récupérer après une privation limitée des personnes sans problème,efficaces,répondantdans le temps. A l'inverse, les courts dormeurs, au stress par un refus de le reconnaître et unedotés d'une quantité de sommeil proche du mini grande activité. Les longs dormeurs,en revanche,mum requis, devaient compenser immédiatement étaient dans leur majorité des inquiets, avec uneune privation de sommeil. tendance à l'anxiété ainsi qu'à la dépression chronique. Fait remarquable,ce deuxième groupeDIFFÉRENCES PSYCHOLOGIQUES comptait une forte proportion d'esprits créatifs. Mais en comparant les deux études, huit ans plus D'autres études ont tenté de distinguer ce qui tard,Wilse Webb concluait cependant à l'absence deséparait d'un point de vue psychologique les petits preuves en ce qui concerne les différences psycholoet les grands dormeurs. En 1971, Wilse Webb et giques entre courts et longs dormeurs...John Friel, des psychologues américains, ont ainsisoumis à une batterie de tests de personnalité 12 La relation entre durée du sommeil et santé phycourts dormeurs(5h30 de sommeil ou moins)et 10 sique est un sujet passionnant mais qui reste diffici le à établir. Une étude conduite à partir de 1965 sur la santé de 2222 hommes et 2491 femmes vivant enCes maladies qui raccourcissent le sommeilLa première réduction neurologique extrêmement une disparition éveil pathoiogique de sommeii rare, iachoréefibriliairede totale ou quasi sommeil lentà avoir été décrite estceiledu Morvan. Aucun désordre totale du sommeiipatient atteint d'« accès ma inteiiectuei n'y étaitapparem- (voir la figure). sommeil Mars 1989niaque». Ce syndrome est ment associé. La nuit,surtout Elle engendre paradoxalpresque toujours accompa entre 21 et 23 h,ce patient deux catégories éveilgné d'unediminution du soutirait d'épisodes d'halluci de troubles, ies sommeilbesoin de sommeii. Le sujet lent nations et de fortes douleurs à uns l iés à unesecouclietard pour ouvrir l'extrémité des membres perturbation du sommeill'œiipiusieurstieures avant durant près d'une heure. Au s système nerveux paradoxal Septembre 1989ie moment tiabituei du réveii, cours de ces épisodes,l'enre autonome (diffi éveilse sentant alors parfaitement gistrement poiysomnogra-éveii ié et piein d'énergie. phique montrait un tracé de cultés miction- sommeilDans ies cas ies plus sévères, veille ou de stade 1. On le lentii y a même absence totale de traita avec un précurseur de la neiies, impuissommeii durant plusieurs sommeil Novembre 1989jours et nuits,et cela sans sérotonine-substance alors sance chezconséquence évidente sur l'homme, paradoxall'éveil. On a ici l'exception à supposée initiatrice du som- larmoiement, salivation et v Exemple d'Insomniefatalefamiliale.Au meil-etsonétats'améiiora cours des mois,le sommeil paradoxal dispa sueurs, hypother raît et le sommeil lent se raréfie. nettement. Temporairement, mie, élévation dela règle selon laquelle une toutefois, puisque l'arrêt du la fréquence cardiaque et de tion d'un gène situé sur leprivation de sommeil néces traitement entraîna une re la pression artérielle), ies chromosome 20 et codant lasite d'être rapidementsuivie chute. Malgré la reprise du autres d'ordre moteur protéine Prion (celle-ci seraitd'un rebond de sommeii. traitement, la mortfinit par (difficulté d'éiocution et impliquée dans ies encéphaUn autre exemple,unique à ce l'emporter,sans qu'on puisse démarche non coordonnée). l ites spongiformes, mais sesjour,concerne un homme de en déterminer la cause. À terme, ie malade tombe effets toxiques s'exercent27ans, hospitalisé à Lyon en Plus connue, bien que rare, dans un coma irréversible. selon un mécanisme encore1973 pour une absence totale i'« insomnie fatale familiale » Caractérisée par la dégéné mai compris). Rien nede sommeil,des douleurs aux est une maladie héréditaire rescence de certaines zones permet cependant de confirextrémités et une diarrhée ré qui débute par une difficulté du thalamus(noyaux ventral- mer la part de la carence encalcitrante. Les médecins dia d'endormissement pour évo antérieur et dorso-médian), sommeil dans révolutiongnostiquèrent une maladie luer progressivement vers cette maladie tient à la muta- néfaste de la maladie.Pour vous abonner:(H 464847OS 77

Californie comprenait une question sur leur temps pense immédiatement à l'insomniaque sévère,sede sommeil; au terme de neuf années de suivi,il plaignant d'un sommeil fort insuffisant, voire abapparut que les dormeurs « extrêmes »,très petits sent. Mais,le plus souvent,lorsqu'on emegistre sonou très longs dormeurs,avaient un risque de morta sommeil,on note un écart important entre ce qu'illité de 30%supérieur à celui des moyens dormeurs. affirme et ce qu'objective l'appareil enregistreur.Les résultats d'une enquête épidémiologique menée Autrement dit, une forte différence entre les duréespar l'American Cancer Society de 1982 à 1988 vont subjective et objective de son sommeil. Au point, d'ailleurs, qu'un insomniaque « déclaré » dort raredans le même sens. Un million cent nulle hommes et ment aussi peu qu'un court dormeur... Il n'en est pas moins vrai qu'il existe de vraies maladies,cafemmes,âgés de 30 à 102 ans, y ont été suivis et les ractérisées par un sommeil extrêmement abrégérésultats obtenus ont été corrigés en fonction des voire totalement absent(voir p. 11)et d'autres auhabitudes de vie, des facteurs de santé et de contraire dans lesquelles la durée totale du soml'utiMsation de médicaments.Le risque de mortaUté meil est fortement augmentée(voir ci-dessous).s'y est avéré supérieur de 15 % chez ceux dormantplus de 8,5 heures ou moins de 3,5 à 4,5 heures par Au final,force est de constater que chez l'animalnuit, à celui des personnes comptant entre 4,5 et comme chezl'homme,le sommeil peut varier consi8,5 heures de sommeil quotidien Reste que les dérablement en durée. Et ce, pour des raisons phyauteurs de ces deux études mettaient en garde leurs siologiques ou pathologiques. Mais,en dépit des hypothèses avancées,on reste loin d'une exphcationlecteurs contre toute conclusion hâtive: en effet, satisfaisante de ces variations et de ce qu'elles imph- quent en matière de fonctions du sommeil.Irien ne permettait selon eux de retenir une relation 2- Le risque n'était pas supérieur à la normale chez ceux se plaignantde cause à effet entre l'excès ou la carence en d'insomnies.sommeil et la mortalité accrue. D'autres étudescomplémentaires seront donc nécessaires. A côté de ces variations physiologiques du sommeil,il en est d'autres de nature pathologique. OnQuand le sommeil devient maladivement omniprésentL'«hypersomnieidiopa- ressent une fatigue intense 20 h Oh 4h 8h 12 h glissant progressivement éveii thique» se manifeste à la vers un allongement de lafois par une somnolence durée totale de sommeil sommeildiurne excessive,et de (jusqu'à 15 heures ou plus paradoxallongues siestes non répara so|nn|jeiltrices,et par un sommeil par 24 heures),auquelnocturne d'une dizaine s'ajoutent une difficulté dud'tieures, qui s'actiève sur révei l et une somnolenceun réveil tardif, laborieux, diurne excessive évoquant A15 heures et20 minutes,c'est le temps que dort cesouvent marqué par une l'hypersomnieidiopathique. sujet atteint d'hypersomnie idiopathique.«ivresse du sommeil oC). Cette hypersomnie-làtend des objets, hallucinationsSi ce n'estson origine géné toutefois às'améiiorer visuelles et auditives)et,tique,on ne saitencore que progressivementau ti i des parfois, une hypersexuaiité.peu de chose sur elle. Ses mois ou des années, i l est Cette maladie pourraitmécanismes physiopatholo- en revanche impossible,une s'expliquer prochainementgiques restent méconnus. fois encore,de préciser le grâce à la découverte récenteL'« hypersomnie consécutive mécanisme en cause. des neurones à hypocrétineà une infection virale» est, Dans le «syndrome de (voir l'article de V. Fabreetcomme son nom l'indique, Kleine-Levin»,enfin, le som- P. Bourgin,p.44): rà leurs Une imechon meiidevientpius ou moins prolongements à travers tout par le virusiiéeàunvirusetse manifeste continu pendant près d'une le cerveau et la moelle épi- d'Epstein-Batr,par une augmentation de ladurée de sommeil.Elle peut semaine.On note aussi une nière,ces neurones concou un virus dé .v rent en ettetàréguier iaprise l'herpes peut-taire suite à une mononu hyperphagie compulsive(les alimentaire, i'éveii et l'équi induire uné sujets mangenttout ce qu'ils libre neuroendocrinien... hypersomniecléose infectieuse, une pneu- peuvent),des troubles psymopathie virale, une infectionpar le virus de l'hépatite B ou chiques variés(irritabilité, I -C'est une désorientation temporo-spatiaie, une lenteur de la pensée etencore un syndrome de impression d'une distance un trouble des mémoires rétrograde et antérograde pour une durée deGuiliain-Barré... Le malade anormale des personnes et quelques dizaines de minutes à plusieurs heures.72 r afiannor:www.excelsior.fr

Petit dormeur célébré, Napaiéon P sautira.' ,d'assoupisseiTsente subits ef fréquents dars la jGunée (Ci-œntre. au champ de bataille de Wagram. 1809. T Mrau (l'A. Roetin. en bass^aouareHe,XIX- siècle.)ICONESLe sommeil a façonné bien des destins.Notamment ceiui d'hommes céièbres, àl'instar de Proust ou de Napoléon, dont lestroubles du sommeil fontfigure de symbole.OncitesouventPar Anne DebroiseNapoléon d'une lumière nouvelle et peu une hypersomnie danslajournée académique. Selon les auteurs, comme un exemple type et des ronflements. de petit dormeur. Il se Claude-Henri Chouard et Ber L'Empereur ronflait-il? Percouchaittard,se réveUlait au bout nard Meyer.du service ORL dede deuxoutrois heures,se mettait l'hôpital Saint-Antoine à Paris,le sonne ne le sait. Mais la chose grand hommesouffraitsansdouteau travail,puis se recouchait.La d'apnéesdusommeil.Cette mala étant considérée à l'époque comlégendes'accommodefortbien de die.quitouche entre 2et4%dela me un signe de vulgarité, il nece tableau. Napoléon maîtrisait population,se manifeste par des serait pas étonnant qu'elle ait été arrêts respiratoires de plus de 10son sommeil comme il maîtrisait secondes pendantle sommeil.Les occultée. De nombreux ronfleurs premierssignes dela maladiesontses troupes. Une étude parue en rapportent ainsi des endormisse ments subits,très réparateurs, et1988dansles armales d'oto-rhino- suivis d'un réveil rapide et par faitement lucide. Or,l'Empereurlaryngologie éclaire le portrait 13

a bel et bien souffert de somno A*- Sommeil et rive sont intimemenîlences intempestives,notamment liés dans l'œuvre de Proust qui disait écriredans le dernier quart de sa vie. couctié dans sa ctiambre, les volets clos.C'est ainsi qu'à Elchingen, en truction de la cloison nasale.1805, il s'endort sur une chaise Hypothèse d'autant plussérieusedevant ses généraux. Le Conseil que l'Empereur se plaignait fré quemment de rhinites sans douted'État le voit fréquemment as compliquées de sinusites. On comprend mieux alors pourquoisoupi. En 1813, à Leipzig, c'est Marie-Louise craignait tant quel'explosion du pont qui le fait sursauter dans son fauteuil. Ces épi son marines'enrhume.Car,sil'on suitles médecinsiconoclastesdanssodes de somnolence se multi leurs conclusions. Napoléonplient à partir de 1812.Il a alors n'aurait pas été vaincu par les43 ans. Chaptal,son ministre de Anglais à Waterloo,mais auraitl'Intérieur, note que le sommeil été miné par de longues années« qu'il avait maîtriséjusque-là le d'apnées du sommeil, sources d'erreurs stratégiquesfatales.maîtrisait à son tour ». Dans seslettres à l'impératrice. Napoléonreconnaît qu'il se sent de plus enplus fatigué: « Au lieu d'un verrede limonade, c'est maintenant d'unverre de café... dontje ressens lebesoin », écrit-il. Ses momentsd'assoupissement,il les baptiselui-même ses « sommeillages ».Cette fatigue n'est passans conséquences. Pasquier, son ancienpréfet de police, va jusqu'à parlerde « décadence profonde ». Autre argument à l'appui de lathèse du syndrome d'apnées dusommeil:la silhouette caractéristique de Napoléon.Un coucourt,le menton en arrière, une obésitécroissantesontautant d'indicesrévélateurs.Le masque mortuaire,réalisé par Arnott,révèle égalementunedéviation dela pyramidedu nezlaissant supposer une obs-Ecrivains sans sommeil j'aurais jamais écrit une l ise ces heures avec le rende ligne. », écrivait-i l. La nuit,Faut-il mal dormir pour être tage. D'Incompréhensiblestor ment que l'on sait. Le torçat avec ses heures interminables écrivain? André Gide, peurs, à toute heure du jour, de récriture se réveille,|natu-quand i l travaillait trop, n'arri donnentau sommeilplus d'at qui se déposent comme unvait pas à trouver le sommeil. trait qu'à la lecture, qu'au tra rellement, tous les matins à SLe 3 jui l let 1923, i l écrivait vail, qu'à la vie. » Obnubilé par voile sur la société et sesdans son journal: « Première sa santé, Gide ne voit dans 3 h 30, et se met au travai l, isoirée de travail (suite du l'insomnie qu'un obstacle sup règles, n'est-elle pas propice bien au chaud dans sa ro|be deJournal d'Édouard); très diffi- plémentaire à son travail. Que à la créativité? Les histoires chambre.Si Gide avait s|u tirerciiement obtenue, exigée. nenni, semble lui rétorquer semblent y déployer leur trameMais, ensuite, nuit détestable: Céline. Car s'il souffre lui aus avec plus de liberté; et les per un aussi grand parti de|ses in-suffocation etle corps agité de si de nuits trop ajourées, il sait sonnages gagner en consistremblements nerveux. Je ne ce qu'i l leur doit: «Mon tour tance tout au long de la rumi somnies, quelle bibliographie 1pourrai vraiment avancer ment à mol c'est le sommeil. nation insomniaque. Maxqu'après m'être reposé davan SIj'avais bien dormi toujours Gallo, chez qui les rouages de nousaurait-il laissée! î l'écriture sont bien huilés, uti À lire : D. Mabin, Le sommeil de Marcel Proust;224 p. Paris, Puf, Col lection Ecrivains, 1992.14

A LA RECHERCHE toujours dit-etexpérimenté-que meil léger,il a des conséquences le plus puissant des hypnotiques dramatiques sur sa mémoire.DU SOMMEIL PERDU est le sommeil. Après avoir dormi Nous savons en effet que de telles profondément deux heures, s'être substances provoquent une amné « Longtemps,je me suis couché battu avec tant de géants, et avoir sie antérograde. Et l'auteur de lade bonne heure. Parfois, à peine noué pour toujours tant d'amitiés, Recherche,comme l'appellent lesma bougie éteinte, mes yeuxsefer il est bien plus difficile de s'éveiller initiés,rapporte qu'il lui arrivaitmaientsi vite queje n'avais pas le qu'après avoir pris plusieurs d'oubher le nom de sa rue,le nutemps de me dire:\"je m'endors\".» grammes de Véronal. » Mais si le méro de sa maison,et d'adresserLa première phrase de l'œuvre Véronal ne luiconfère qu'unsom des lettres inachevées.Imajeure de Marcel Proust,À la Un somnambule à la présidencerecherche du temps perdu,ne laisse aucun doute sur la place qu'il Le23 mai 1920,versaccorde au sommeil. Quelques minuit, près de Mon-années avant la naissance du targis, un homme en pymouvement surréaliste,l'écrivainvoit dans le sommeil,le rêve qui jama de soie arpente lal'accompagne,et la mémoire involontaire (une sorte de rêve voie ferrée. Un garde-éveillé),les moteurs de la création artistique. C'est le rêve quil'a barrière l'aborde et l'acmis sur la voie de la Recherche dutempsperdu.Etce sont encore les compagne chez lui.rêves,ou les réminiscences(dontun grand nombre ont trait au L'homme prétend être lesommeil)qui lui fournissent des président de la Répurelances et transitions entre les blique. Le garde-barrièremultiples épisodes du récit. Lesommeiletle rêvejouent ainsi un ne le croit pas. Pourtant,rôle actif dans son écriture. Et,preuve de l'iutime intrication des Il s'agit bel et bien dephénomènes de sommeil etd'écriture chez lui,il admet écrire Paul Deschanel, le présicouché dans sa chambre aux per-siennes toujours closes. La posi dent de l'époque. Celui-cition lui permet de ressusciter lepassé dans la hberté du rêve. Se se rendait à Montbrissonlon lui, « [...] les vrais livres doivent être les enfants non du grand par le train de nuit pourjour etde la causerie mais de l'obs Inaugurer le buste d'Éml-curité et du silence ». Position de le Reymond, sénateur detravail qui le conduit,fatalement, la Loire mort à la guerre.à l'insomnie la nuit. Des insom Victime d'une crise denies qui le conduisent à vouer un somnambulisme. I l sevéritable culte au sommeil et à sa serait défenestré (ce quepersonne; « [...] car on ne peut l'on appelle le syndromebien décrire la vie des hommes si d'Elpénor)et serait ainsion ne la fait baigner dans le sommeil où elle plonge et qui, nuit tombé sur la vole.après nuit, la contourne commeune presqu'île est cernée par la Aujourd'hui, l'anecdote A Paul Desclianel: une nuit de 1920, le président estmer [...] »,écrit-0. fait sourire. Pourtant, el le retrouvé arpentant, en pyjama, une vole ferrée. Cette crise de a sonné la fin d'une carriè somnambulisme précipitera la fin de sa carrière politique. Conséquence de cette insom re politique prometteuse.nie quile travaille:il ingurgite deshypnotiques à dose croissante. Président de l'Assemblée l'origine du fatal Incident. sous le nom de Napo nationale en 1898, à 44 léon, etc. Le 21 septembrePeu efficaces semble-t-il: « J'ai ans, membre de l'Acadé Mais la rumeur s'en em 1920, Paul Deschanel mie française l'année sui pare, amplifiée par une démissionne. I l meurt en vante, l'homme semblait campagne de calomnies: devoir assumer les plus le président est fou. On 1922,sans avoir pu se dé l'aurait vu grimper aux barrasser d'une réputation hautes fonctions. Mais arbres lors d'une prome nade dans le parc du bâtie sur un fait divers lorsqu'il est élu président château de Ramboui l let, somme toute bien anodin. en 1920, Il est vite désa recevoir une délégation étrangère entièrement nu, À lire :Thierry Billard, « Paul busé. Ses réformes ne ou signer des décrets Deschanel: un fou à l'Elysée!» passent pas. Son abatte in L'Histoire, n° 1 10,avril 1988. ment, assorti d'une grande fatigue, est sans doute à

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COMMENTLE SOMMEIL Alacroisee de nombreux champs de recherche, l'étude fondamentale du sommeil a bénéficié des avancées de disciplines variées. Notamment d'un point de : vue technique...lï-\"i ^:_.\" î'Sl: ■■■iîy^s^i^4is i t, Par Jérôme Blanchart m >- =%:

.La biologie molécu laire dispose d'outils très performants,telles les souris knock-out, dont un gène est Inac tivé. Du fait de la multiplicité de gènes concernés, ces tech niques n'ont pas pennis d'en Identifier un direc tement Impliqué dans la régulation du sommeil. 'un des meilleurs moyens pour comprendre le nerveuse et se concentre sur sa cible. La lésion ainsi fonctionnement d'un mécanisme biologique est d'en stopper certains rouages.Par exemple, provoquée a eu des conséquences bien différentesen inhibant des molécules spécifiques. Cependant, de celles engendrées par l'électrolyse: au lieu du coma prolongé précédemment obtenu,il n'y a làces inhibitions doivent être assez réduites et ciblées qu'une baisse transitoire de la vigilance.pour que ce mode de recherche soit d'un véritable UNE TECHNIQUE NON DESTRUCTRICEintérêt,car bloquer la moitié du cerveau n'apportepas une information aussi pertinente que si on en Mais même ciblée,la lésion reste une méthodebloque un groupe plus réduit de neurones. destructrice. Or,effectuer des mesures sans brutah- Dans ce contexte,les toxines,toujours plus spéci ser le cobaye permet de tirer des conclusions sur sonfiques, se sont révélées bien prometteuses ces activité normale.L'électrochimie in vivo a permis dedernières années.Lesspécialistes dusommeil ont su franchir cette étape. Si son utiMsation est exclue suren tirer parti.Leurs progrès récents ont ainsi permis l'humain,elle est de la plus grande utilité sur lesde faire voler en éclats un postulat accepté depuis cobayes animaux dont on dispose.des décennies:l'existence d'un système d'éveil situédans la formation réticulée mésencéphalique (la Cette technique s'appuie sur l'utihsation de mipartie centrale du tronc cérébral). crocapteurs.longs de 200à300 micromètres,et dont la partie active se limite à un diamètre de 30 micro Ce postulat se basait sur le seul outil disponible mètres. Contrairement aux capteurs de l'électro-pour provoquer une lésion dans cette région très encéphalogramme,imposants et simplement posésprécise du cerveau: l'électrolyse. Comme elle sur la boite crânienne,ces lilliputiens sont introentraînait un coma prolongé,on supposait que le duits dans le cerveau pour envoyer des signauxsystème d'éveil était localisé en cet endroit. Lalésion électrolytique est cependant massive et mal sélectifs des diverses zones cérébrales. Finis les traciblée. L'emploi d'une toxine,l'acide iboténique.agissant spécifiquement sur les cellules de la forma cés globaux de toute l'activité cérébrale!tion réticulée mésencéphalique a changé la donne. La méthode a ouvert la voie à de multiples étudesLa substance,en effet, n'attaque aucune autre fibre fonctiormelles. Elle a,par exemple,mis en évidence deux modalités de libération de la sérotonine, neu romédiateur central dans les mécanismes du som-18 Mur vous abonner vinRm^xcelsior.fr;

v L'électro-encéphalogramme(photos ci-dessus)afaitses meil:l'un durant l'éveil,l'autre durant le sommeil.preuves. Mais, avec ses multiples capteurs, Imposants etgênantsetsesrésultatstrop généraux couvranttoute l'activité Mais des outils nouveaux n'impliquent pas inévicérébrale, Il a montré ses limites dans l'étude du sommeil. tablement des découvertes inédites. Les maigres résultats de la biologie moléculaire dans l'étude du sommeil en témoignent. Cette discipline, plus que toute autre,a vu émerger ces dernières armées des outils de plus en plus variés. Mais,comme l'explique Raymond Cespuglio,directeur du laboratoire de neurobiologie des états de sommeils et d'éveil de l'université de Lyon,« le bilan de rutilisation de la biologie moléculaire pour l'étude des mécanismes du cycle veille-sommeil reste encore assez contrasté du fait des espoirs placés dans ces méthodes et de la modestie des résultats obtenus ». BILAN CONTRASTÉ Les souris « knock-out » sont l'un des outils les plus spectaculaires de la biologie moléculaire. Ce sont des souris auxquelles on a artificiellement enlevé un gène, et sur lesquelles on peut donc théoriquement identifier les dysfonctionnements biologiques dus à son absence. Il s'agit de trouver des gènes impliqués dans des troubles majeurs,tels que l'apnée du sommeil (lorsque le dormeur suspend sa respiration) ou encore la narcolepsie (somnolence diurne qui surgit brusquement en phase d'éveil). Les résultats se font attendre. Et 19

pourtant,les gènes candidats ne manquent pas... auront permis d'identifier une zone du cerveau En 1999, une équipe de recherche a obtenu imphquée dans cette maladie du sommeil,et vers la quelle les recherches peuvent maintenant se diriger.quelques résultats dans l'étude de la narcolepsiegrâce à des souris knock-outincapables de produire Aujourd'hui,les chercheurs s'orientent vers undes orexines. Ces peptides,découverts en 1998,sont outil moléculaire encore plus fin; des souris auxexclusivement produits par un groupe très réduitde neurones dans une région précise de l'hypotha mutations conditionnelles. Ces mutations ne sontlamus postérieur. Leur absence chez la sourisprovoque l'apparition des symptômes de la narco exprimées que sur commande,via un signal biochilepsie. Pour autant,il y a loin d'y avoir un gène de mique. L'avantage des souris ainsi génétiquementla narcolepsie. Car alors,comment expliquer que modifiées est de contourner les systèmes de régulapour plus de 75 % des vrais jumeaux disposant du tion qui se mettent en route au niveau de l'ADNmême patrimoine génétique et souffrant de cette pour compenser la délétion d'un gène. Ainsi,pourmaladie, un seul en présente seulement les symp Raymond Cespuglio,la biologie moléculaire n'est donc certainement pas une voie sans issue. Restetômes? À défaut d'un gène,les souris knock-out que « les mécanismes de régulation quisous-tendent le cycle veille-sommeilsontexcessivementcomplexes. w L'imagerie par résonance magnétique fonctionneiie Des approchesfutures, mieux adaptées, devraient (IRMf)mesure le débitsanguin dans les différenteszonescéré mettre en évidence une multiplicité de gènes ». brales. Elle permet donc de détecter celles qui sont actives lors des phases successives de notre sommeil. Si la révolution de l'étude du sommeil ne vient pas de la biologie moléculaire, elle pourrait bien surgir d'une tout autre direction:l'imagerie céré-kk

brale. Non intrusive,celle-ci peut être utilisée sur ▲ La tomographie par émission de positons (TEP) permetun être humain pendant de longues périodessans lui de suivre différentes moléculœ marqueurs, et de cartographiernuire. Elle permet d'observer où et quand le ainsi les processus biologiques où elles sont impliquées. (Ci-cerveau est actif durant une ntiit entière,et de mieux dessus de gauche à droite, des images de cerveau: lors d'unecomprendre les cycles du sommeil. privation de sommeil;en phase d'éveil;en phase de sommeil. Enrouge, les zones les plus actives, en bleu les moins actives.) Deux principales technologies d'imagerie cérébrale se disputent l'attention des scientifiques, quelles ils sont impliqués. En utilisant différentsmême si, en pratique,leurs résultats sont complé marqueurs, il est donc possible de cartographiermentaires : l'imagerie à résonance magnétique différents processus biologiques de notre organisme.fonctionnelle(IRMf),et la tomographie par émission de positons(TEP). La technique est néarunoins compMquée à mettreIMAGES PARLANTES en œuvre. Les versions radioactives de molécules La première(l'IRMf)repose sur ce postulat:le biologiques utilisées pour le marquage sont synthédébit sanguin augmente dans une région cérébrale tisées à l'aide d'isotopes radioactifs tels que leactivée.En loccdisant,dansl'espace et dansle temps, carbone \"C. Or, ces isotopes ne peuvent êtrede telles élévations de débit,on peut donc identi produits que par un cyclotron, une installation exfier par exemple les zones cérébrales activées à un trêmement lourde. Quiplus est,leur dtuée de vie eststade précis du sommeil. La « résonance magné très courte. Leur synthèse doit donc se faire au couptique » intervient siu la mesure du débit sanguinvia par coup, c'est-à-dire poiu chaque expérience.l'hémoglobine. En se déchargeant de la moléculed'oxygène dans les tissus cérébraux irrigués et actifs, La lourdeur des méthodes d'imagerie, et enl'hémoglobine modifie en effet le champ électrique particulier de la tomographie, n'est pas leur seullocal. Dans des proportions infimes, certes, mais inconvénient. EUes ont également un défaut consésuffisantes pour être détectées par IRM.Plus ces quent : leur trop faible résolution. La TEP est.perturbations sont fortes dans une zone du cerveau, certes, précise à quelques miUimètres près, et riRMfplus l'hémoglobine y délivre de l'oxygène et donc atteint, quant à elle, le millimètre. Mais, comme leplus cette zone est irriguée et active. rappelle Raymond Cespuglio, « quelques milli La tomographie par émission de positons(TEP) mètres, c'est un continent au niveau cérébral.est aussi très en vogue actuellement. Elle reposesur des concepts totalement différents. Il s'agit avec N'oublionspas que le diamètre moyen d'un neuroneelle de suivre la cinétique d'une molécule biologi- est de 30 micromètres environ ». De fait, « la spécifiquement active et faiblement radioactive dans cité des ligands, leur cinétique et leur diversité restentl'organisme. Les marqueurs sont d'abord injectés encore limitées » surtout en ce qui concerne la TEP.chez le patient. Puis un tomographe les détecte et Pour autant, l'imagerie cérébrale est loin d'être sansindique leur position,formant ainsi une carte tridimensionnelle des activités biologiques dans les- avenir dans l'étude du sommeil. « Au contraire, les pistes existent. Les avancées seront justement celles quiparviendront à circonvenir ces limites: augmen tation dupouvoir de résolution, accès à de nouveaux neurotransmetteurs ou récepteurs en créant de nouveaux ligands... » .□Pfmr vous abonner:01464847 21

L'architecture du sommeil estmaintenant bien connue. On y distinguequatre phases ayant chacune leurscaractéristiques: des suites de bosses^et de creux signant l'état d'activitéélectrique du cerveau.Par Jérôme Blanchart

Lesommeil,onlesaitaujourd'hni,n'estpasde tout repos.Finie,l'idée d'un état passifet toutjuste bonà restaurerl'organisme.Terminée,l'image de la « petite mort » durant laquellenotre corpset notre espritfont totalement relâche.Au même titre que l'éveil,il est une période d'activité,et des indicessommaires nous alertent de sonanimation:un cauchemar,des paroles incohérentes... Cesindices masquent toutefois l'essen Mtiel:le sommeilestune phase physiologique extrêmement organisée, où les différents stadess'enchaînent avecune régpnlarité de métronome. La strncture vallonnée du sommeil n'est apparue aux scientifiques que par petites touches,àmesure qu'ils affinaient leurs concepts et leursoutils de mesure.Toutcommence en 1928.Hans r ^Berger, un psychiatre allemand, pose pour lapremière fois des électrodes sur le crâne d'un .homme pour y mesurer l'activité électrique,àl'aide d'un galvanomètre à ressort.L'outil,sommaire,mesure les variations électriques à partirdes changements de longueur d'un minusculeressort.Son manque de précision laisse cependantla communauté sCientifîque sceptique. Et Hans ^Bergerim-même nesaitque penser:l'activité électrique rythmique mesurée ne serait-elle pas unartefact? Représente-t-elle bien une activité ducerveau?Etest-elle le refletdel'état de l'esprit? Hans Berger décide d'en avoir la preuve en P gsmesurantl'activité électrique du cerveau dans unétat préliminaire du sommeil(au calme,les yeux -fermés),aveccelle d'un étatde veille actif(les yeuxOuverts).Ses résultats balaient tous les doutes:en'préludeà l'endormissement,il note l'apparition ^'•-d'une onde,qu'il baptise « alpha »,etqui disparaîtdès que lessujets ouvrent les yeux.11 découvre rjalors qu'une autre onde,plusrapide et de moindreamplitude,qu'ilnomme « bêta »,prend sa place,Les variationsélectriques mesuréessontdonc bienen liaison avec celles des états de l'esprit. Sonélectro-èncéphalogramme(EEG)devient l'outilincontournable de l'étude du sommeil. Très vite,les chercheurs arrivent au consta|t sui- \ ^ O* ;vant:le sommeil se découpé en cycles d'environ 890 minutes,à raison de quatre ou cinq par nuit. A Sla fin de chaque cycle,il se produit un brefé|veilque le dormeur oublie généralement. Seul le Sdernier se prolonge et marquelafin du sommeil en 8raison de stimulations diverses, telles qu|e lalumière,le bruit,mais également la reprise de l'ac- gtivité corticale. Ces périodes de 90 minutes sont S

\" Sommeil lent Eveil Endormissement Sommeii léger Sommeil profond Sommeil profond Sommeil paradoxal STADE I STADE II STADE NI STADE IVAlpha mtmmm Fuseau Fuseau du sommeil m du sommeil -i- Delta Thêtaelles-mêmes découpées en phases,où se juxtapo A i.es ondes enregistrées par électro-encésent deux types de sommeil:le sommeil à ondes phalogramme (EEG) varient selon l'état delentes et le sommeil paradoxal,associé au rêve. conscience On en distingue plusieurs catégories: les ondesalpha, bêta,thêta,delta et le fuseau. Quand il passe de l'éveil au sommeil,le futurdormeur présente d'abord un EEG où se mêlent Défùii par la présence d'ondes lentes etde fortesondes alpha et bêta,aux fréquences élevées:res amplitudes(fuseaux et ondes delta),le sommeil àpectivement 8 à 12 et 12 à 18 cycles par seconde. ondes lentes inclut les stades II à IV. Ce qui leDès qu'il commence à somnoler,elles cèdent la caractérise? Une plongée abyssale dans leplace à une autre onde,baptisée « thêta »,irrégu sommeil:les stimulus nécessaires pour réveiller lelière et pluslente:de 4à 8 cycles par seconde.Cette dormeur doivent être de plus en plus importants,phase d'endormissement,stade I du sommeil,dure etlorsqu'on arrive effectivement à le réveiller,il sede quelquessecondes à 10 minutes et ne représente montre extrêmement confus. C'est pourquoi lequ'une fraction infime du temps de sommeil:de3à stade II, qui occupe à lui seul la moitié de l'en semble du sommeil,est appelé stade lent et léger,5 % seulement. Il est alors difficile de délimiter la et que les stades III et IV forment le sommeil lent et profond(voir l'article de Patrice Fort,p.50).frontière entre la somnolence et le sommeil véri UNE ORGANISATION BOULEVERSÉEtable. L'EEG offre,en revanche,une preuve indis Aprèsla phase IV,les enregistrements del'EEG,cutable de l'entrée dans le stade II. C'est une onde qui montraientjusqu'alors une belle organisation, se trouvent complètement bouleversés. Les ondesde forme invariable,que l'on appelle « fuseau » du lentes et de fortes amplitudes cèdent la place à dessommeil,et dont l'amplitude croît et décroît avec ondes rapides et de faibles amplitudes et parmiune fréquence de 15 à 18 cycles par seconde. elles,des ondes bêta,caractéristiques de l'éveil!À Le fuseau est associé à la perte de conscience,celle de l'endormissement comme celle qui guette ce stade, pourtant,la personne est bel et bien endormie et il reste difficile de la réveiller.Si on ylors d'une conférence ennuyeuse. À mesure que le parvient,elle se souvient avec précision de rêves etsommeil s'approfondit, un nouveau type d'ondes, les raconte avec détails. Une réaction bien diffébaptisées « delta »,vient se mêler au fuseau.Trèslente(1 à4 cycles par seconde),de grande ampli rente de celle des autres phases du sommeil,où letude,cette onde dépasse les 200 microvolts(contre dormeur se révèle seulement capable de réaliser de50 microvolts durant l'éveU).Lors du stade III,la maigres comptes rendus totalement désorganisés.proportion d'ondes delta dans l'EEG représente Force est de constater que ce nouvel état dumoins de la moitié des ondes face au fuseau. En sommeil n'a qu'un point commun avec l'éveil:lestade rv,elles sontlargement prédominantes. tracé de son EEG.Le cerveau suractif du sommeil T Différentes séries detracéssont utilisables paradoxal s'accompagne en effet d'un corps inerte (atonie musculaire), mais aussi de mouvements pour étudier le sommeil(de haut en bas): 1 et 2 sont des électro-encéphalogrammes(EEG); 3et4 mesurentles mouvementsoculaires(EOG); 5est un électrocardiogramme(ECG);6et7sont reliés à deux types de muscles(EMG). Stade II(lent et teger)

rapides des yeux,deux phénomènes mesurables à À Loin d'être un état passif, le sommeil estl'aide d'outils appropriés. Michel Jouvet.son dé- un moment d'intense activité. Les étudescouvrenr,le nomma sommeil paradoxal, parce des ondes cérébrales ont permis de le diviserqu'il associe l'atonie musculaire propre au en différents stades, qui s'enchaînent avecsommeil profond et une activité corticale rapide régularité au cours de la nuit.caractéristique de l'éveil(voir article de Lisa Gar-nier,p. 56). Occupant 15 à 20 mn à la fin du cycle notion de sommeil passif. Mais quelle est l'utilitéde 90 minutes humain,le sommeil paradoxal reste de ce sommeil ? Là, les hypothèses se bousculentaujourd'hui la plus fascinante phase de nos nuits, sans qu'aucune ne soit confirmée à ce jour. Pourcar il n'abrite rien de moins que nos rêves les plus certains, l'importante activité neuronale serait unesophistiqués. Le sommeil lent héberge bien des révision de l'ensemble des circuits neuronaux etrêves,mais ils sont moins scénarisés. permettrait notamment à ceux qui ne servent pas On attribue au sommeil lent la fonction qui vient régulièrement de ne pas « s'atrophier ». Pourintuitivement à l'esprit, ceOe de récupération de la d'autres, cette phase de rêves servirait à traiter lesfatigue journalière. En effet, pendant ce stade,les expériences de la journée, en les mémorisant ou enréserves énergétiques cellulaires se reconstituent. les éhminant lorsqu'elles seraient insignifiantes ouPour le sommeil paradoxal, ce rôle est exclu traumatisantes. Aucune de ces explications n'ad'emblée; il nécessite en effet autant, voire plus cependant reçu l'aval de preuves scientifiquesd'énergie que l'éveil... Un constat qui dynamite la fermes. Le sommeil paradoxal, qui occupe 10 % de notre vie. garde beaucoup de ses mystères...I ■. A-'.--. Sommeil paradoxalstade IV (lent et profond) 25

COMPLETEZ VOTRE COLLECTION DES HORS SÉRIE DE SCIENCE & VIE ET COMMANDEZ CEUX QUI VOUS MANQUENTTous les trois mois, les hors série de Science & Vie traitent de façon exhaustive un grand sujet de notretemps.Chaque hors série fait le tour complet d'une question d'actualité scientifique. LES GRANDES ENIGMB SCIENTIFIQUESN-195 N\" 196 iwaohs N°198 N\" 200 N° 201 N\" 202A quoi sert le cerveau ? Les nouvelles planètes Les grandes énigmes L'Homme Les chefs-d'œuvre du Les grandes expéditions Pharaons scientifiques génie humain scientifiques Saert_ ' SœncE M,\"4N° 203 N\" 204 N\" 206 N° 209 4 211 H\" 213 Le cerveau et le Dossier dopage Menaces sur l'eau Les mondes disparusDossier France Thèbes:Pharaons dans La vie mouvement la cité des dieux au toutdébut N® 210 L'embryons O'V g.'jb 'a ATIQN 217 médicament La naissance de La drogue et le cerveau écritureN\" 214 216 tiniiÉnergie:les défis à L'œil et la visionvenir 218 révolution des médicaments ••>4 BON DE COMMANDE à retournersous pli affranchi avec voue règlement c SCIENCE & VIE - Service VPC -1, rue du Colonel Pierre Avia 75503 Paris Cedex 15 Oui je commande les numéros suivants Nom I L I I I I I de SCIENCE & VIE HORS SÉRIE'; Prénom L Adresse I I I 1 I I L N°_ soit . . numéros à 5 € franco l'un IIIII (étranger:6 €) 1 I 1 1 I I Code postal Zi OUI,je commande , Ville _L_L Science & Vie au prix de 10 € (65,60 F)(France), 1 SOBCE^VE 12 € (78,71 F) pour l'étranger Si vous êtes abonné à Science & Vie, s Je joins mon règlement total de merci d'indiquer votre numéro j || j j _L_L à l'ordre de SCIENCE & VIE par chèque bancaire ou postal Etranger: mandat international ou chèque compensable à Paris Pour protéger et consulter facilement vos numéros, rangez-lM dans de ■\" Délai de livraison 436 semaines, et dans la limite des stocks disponibles. superbes reliures. De couleur bordeaux, marquée SCIENCE & VIE, chaque reliure permet de classer 12 mensuels. Conformément à la loi Informatique et Libertés du 06/01/1978. vous disposez d'un droit d'accès aux données personnelles vous concernant. Par notre intermédiaire, vous pouvez être amené à recevoir des propositions d'autres sociétés ou associations. Si vous ne le souhaitez pas, il vous suffit de nous écrire en nous indiquant vos nom. prénom, adresse et, si possible, votre référence client. Offres valables dans la limite des stocks disponibles jusqu'à fin 2002, SV HS 220

Dormir demande de renergie -« LaLes gènes de RTTPfffftffTSnnotre horloge X I • Appétitetéveil:une même clé Comment • Les neurones du sommeil lentdorment les 'La molécule de l'éveilnon-voyants 'Les réseaux donnants et leurs agents 'Petits sommes de marins • Éveilsforcés

DEMANDE DE L'ENERGIE Éveillé, l'animal cherche à se nourrir. Endormi et rêveur, il lui faut continuer de maintenir sa température corporelle et son métabolisme de base... Par Raymond Cespuglio •eV-' m t h*

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n a physinlngjp du snmmpil ^our beaucoup,le sommeil est réparateur et part,s'appuie sur un cycle alternant des périodes permet de reconstituer les réserves d'énergie d'activité(où les animaux sont à la recherche de nourriture et donc d'énergie)et des périodes de vidées lors de l'éveil. Cette vue intuitive, repos(où les animaux stockent l'énergie).admettant a priori que le sommeil est une situationfonctionnelle favorable à Téconomie d'énergie, Dans des conditions environnementales favonécessite quelques ajustements scientifiques. rables,ce cycle activité-repos peut être régulier et Au cours de l'évolution,les mécanismes relatifs à synchrone avec les changements de températures, les variations de luminosité et les apports alimenl'énergétique du sommeil se sont mis en place enréponse à une grande variété de contraintes. Ainsi, taires. Dans les situations extrêmes,les mécanismesles ectothermes. qui comprennent les animaux àsang froid comme les poissons,les amphibiens et d'épargne énergétique sont précieux et conduisentles reptiles, ne possèdent pas de système de régula certaines espèces à la léthargie. Les tardigrades ention thermique capable d'imposer une température sont un exemple frappant:ils possèdent une résis tance étonnante aux températures très basses, à A En état d'hibernation, cet écureuil terrestre américain l'absence d'eau et d'oxygène et à des pressions diminue sa température corporelle ainsi que son métabo atmosphériques élevées. Ils peuvent subsister dans lisme pour faire des économies d'énergie. cet état presque indéfiniment, en fait jusqu'au retour de conditions favorables,seules capables deinterne stable. Ils sont donc soumis aux aléas ther les en extirper et de leur redonner vie.miques du milieu ambiant. Lorsque les conditions Au-delà de ce cas encore difficile à classer, onsaisonnières sontfavorables(température adéquate,disponibihté ahmentaire. etc.), ce manque d'indé admet maintenant que les ectothermes ont un cyclependance vis-à-vis de leur envirormement n'est pas d'activité-repos en adéquation avec leur métabolispénalisant. En revanche, dans des conditions me énergétique.En revanche,l'existence d'un cycleextrêmes (froid,carence en nourriture),l'équilibre veille-sommeil typique des animaux à sang chaudavec l'environnement est rompu.Certaines espèces (les homéothermes <'') reste encore controversées'y sont cependant adaptées.Pour cela,elles utihsentun métabolisme qui. d'une part,épargne l'énergie pour( ; classe deavec des dépenses de base très faibles, et. d'autre I - Animaux qui possèdent une température interne stable et indépen dante des variations de l'environnement30

A Les animaux a sang froid (ici, un lézard des murailles) Chez l'homme, on a pu décrire grâce à l'EEG présentent un cycle d'activité-repos synchrone avec les quatre stades bien distincts, avec une profondeur changements de température et les apports alimentaires. du sommeil de plus en plus marquée. Ce cycle veille-sommeil,superposable au cycle Enfin, le troisième stade est celui du sommeilactivité-repos, a été étudié avec précision sur toutesles espèces qui se prêtent aisément à l'expérience paradoxal(SP). Cet état, découvert en 1959 par le(homme,chat,rat, souris, etc.). Il comporte trois professeur Michel Jouvet.survient chez l'homme comme chez l'animal après une phase de sommeilstades bien définis. Tout d'abord,l'éveil où l'animal calme qui peut occuper,selon les espèces.3 à 15 % du cycle circadien. C'est un sommeil profond,carest actif. On mesure ses caractéristiques à l'aide d'unélectro-encéphalogramme (EEG), qui permet l'animal endormi nécessite d'être soumis à de fortesl'observation d'un tracé désynchronisé constitué defréquences rapides et de bas voltage;d'un électro stimulations pour être réveillé. L'EEG est caractémyogramme(EMG),qui mesure le tonus de base risé par une désynchronisation corticale analogue àdes muscles variant selon la posture ou les mouve celle de l'éveil (activité électrique constituée dements;et enfin, d'un électro-oculogramme(EOG) fréquences rapides et de bas voltage). L'EMG desqui manifeste la présence de mouvements oculaires, muscles posturaux présente une atonie totale et desun rythme cardiaque élevé et une fréquence respi mouvements oculaires rapides se manifestent auratoire rapide et irréguhère. niveau de l'EOG. Enfin,chez l'homme et le rat, on signale la manifestation d'érections.UN ANIMAL MOINS RÉCEPTIF... Le second stade est celui du sommeil à ondeslentes(SL). Au cours de l'endormissement,l'animal devient moins réceptif aux stimuli extérieurs etses yeux sont fermés. Au niveau du cortex cérébral,on observe des ondes particuhères dénommées fuseaux du sommeil apparaissant sur un fond d'activité d'éveil(voir l'article de Jérôme Blanchart,p.22).Progressivement des ondes lentes viennent semélanger à ces fuseaux et, lorsque le SL est le plusprofond, elles constituent la quasi-totalité dessignaux de l'EEG.L'EMG est de faible amphtude.les mouvements oculaires sont absents, les fréquences cardiaque et respiratoire sont ralenties etla température centrale est au plus bas. Selon lesespèces,ce stade occupe 20 à 60 % du sommeil.A- Le tardlgrade, qui mesure à peine 2 mm et vit en eaux douces,peutfortementse déshydrater poursupporter desconditionsextrêmes:par exemple,des températures allant de -272°C à 150°C.

Les connaissances actuelles sur les mécanismes 1 En sommeil paradoxal,du métabolisme énergétique des homéothermes in le cerveau requiert autantdiquent que l'énergie nécessaire aufonctionnement d'énergie que pendantdes ceOules du cerveau provient essentiellement del'ATP(adénosine triphosphate), une molécule qui l'éveil. Cette énergie procontient de l'énergie directement disponible. Le vient de la dégradation des molécules d'ATP (en rose) par une protéine kinaseproblème des homéothermes consiste à constamment renouveler cette molécule. Il faut donc qu'ilsse nourrissent réguhèrement. Malgré la disponibilitéd'tme grande variété de composés nutritifs(sucres,lipides, protéines, etc.), c'est majoritairement leglucose qui est à la base de la production d'ATPchez l'homme et les rongeurs(voir l'encadré).Dans ce cadre,il est à préciser que les homéothermes,qui ont acquis au cours de l'évolution lapossibilité de maintenir leur température interneconstante,ont parallèlement perdu la capacité de l'environnement par un besoin permanent et accruproduire de nouveaux neurones(à l'exception des en énergie. Ils doivent constamment s'adapter auxoiseaux, par exemple,dont l'aire corticale corres changements de température en modifiant leur mépondant au chant a conservé cette potentialité). tabolisme et leur comportement (frissons pourCes bouleversements majeins se sont accompagnéspar la mise en place d'un troi 140 lutter contre le froid, et suda 120sième état du cerveau:le som J2 100 tion ou halètement pour facili 80 ter la perte de chaleur, etc.).meil paradoxal ou « REM ■2 60sleep »(SP). L'homéothermie 40 Quelles sont les particularitéscoûte cher à l'organisme. En 20 fonctionnelles qui se sont miseseffet,pour une même tempéra en place entre les besoins duture corporelle,le métabohsme Éveil Éveil Solmenmt eil pSaoramdmoxeaill métabolisme énergétique et lede base des reptiles est plus bas actif cycle du sommeil? Pour réque celui des homéothermes. calme pondre à cette question,il a falCes derniers ont donc payéleur indépendance vis-à-vis de lu réaliser un véritable défi »- On peut suivre en direct, au technologique, réussir à évaluer niveau du cortex frontal du rat, les le métabolisme énergétique variations des teneurs extracellulaires cérébral sans perturber le cycle en glucose (bleu) et en lactate (jaune). veiUe-sommeil de l'animal. Plu Les concentrations de ces demiers varient selon les états du cerveau. sieurs techniques ont été mises «^^^e d,ans ce sens; autora-Deux circuits pour fournir de l'énergie Leglucose, délivré au Aliments cerveau par le sang, est sable. En revanche, le gluco se peut aussi être stocké sous Glucose ^&Kcrleebds ^^ déjà métabollsé en lactate lors forme de glycogène, un sanguin Ch^ne P composé utilisable en cas de de la glycolyse dans les carence en glucose. SI le IGlycolyseGlucose métabolisme énergétique des cellules gliales du système animaux à sang froid fonc nerveux central (notamment par les astrocytes, des tionne essentiellement sur la cellules de soutien). Cette base de ces mécanismes,Glycogène étape, qui peut se faire sans celui des animaux à sang chaud s'est complexiflé. LeL Lactate i Pynivate jj; oxygène, est à faible rende lactate produit en condition gLactate ment et produit seulement anaéroble est transporté dans deux AIR Cette énergie est les neurones, où il esttrans- rapidement disponible, maisCondHions anaérobles Conditions aérobies est aussi facilement épul-32

diographies avec le ['\"^C]2-déoxygIucose,tomogra- A Présentes danstoutes lescellules animales,les mlto-phies par émission de positons,biocapteurs enzyma- chondriastransforment les sucres etles graisses issues detiques pour le glucose et le lactate,détection laser de notre alimentation en molécules riches en énergie(ATP).l'activité de la chaîne respiratoire,etc. reuils, et autres mammifères en constitue un bel Lors de l'éveil,le cerveau voit son flux sanguin, exemple. Enfin,lors du sommeil paradoxal,le fluxsa températme et sa consommation en glucose aug sanguin,la consommation d'oxygène et de glucosementer. Ce dernier phénomène conduit à une plusgrande production de lactate(voir l'encadré). Or, ainsi que la production de lactate augmentent dele lactate est le substrat métabolique préféré des nouveau. C'est donc un état de sommeil actif, qui nécessite un apport en énergie aussi important,sineurones. En condition aérobie,il contribue ainsi à ce n'est plus, que pendant l'éveil.une production accrue d'ATP (voir la figure ci- UN DÉFI ÉNERGÉTIQUEcontre). Pendant le sommeil lent,tout le mécanisme estinversé;la température cérébrale,la consom La situation énergétique des homéothermes,déjàmation d'oxygène, l'utilisation du glucose et la rendue difficile par le maintien de la températureproduction de lactate diminuent.En revanche,la corporeOe constante,s'est de nouveau complexifiéeconcentration en glycogène augmente: le cerveau par l'apparition de ce troisième état du cerveaustocke l'énergie produite sous forme d'un substrat exigeant en énergie. Il est clair que ce défi énergérapidement utilisable. En fait,le sommeil lent des tique ne s'est pas mis en place uniquement sur lahoméothermes correspond à l'état de repos des ec-tothermes. L'état d'hibernation des hérissons,écu- base d'inconvénients. Des mécanismes fonctioimels Glucose cette série d'étapes métabo importants doivent certainement se dérouler liques est de 34 AIR La pendant ce stade de sommeil atypique. On suggèreformé en une autre molécule, dégradation complète du l'importance du sommeil paradoxal pour la mémole pyruvate. En condition glucose aboutit donc à un risation,la croissance,la lutte antistress,le maintienaérobie, celui-ci est ensuite bilan énergétique de 36 AIR de l'équihbre psychologique,etc.métaboiisé en acétyl-coenzy- soit un rendement approxime A(Ac-CoA)qui, à travers matif de 40%; les 60% Sur la base de ces considérations,il paraît évidentle cycle de Krebs et la ctiaîne restants sont dissipés sous que les voies du métabolisme énergétique quirespiratoire (phosphoryiation forme de ctialeur. Rar aboutissent à la production d'ATP et de chaleuroxydative), est totalement ailleurs, les lipides, les sont cruciales pour l'existence des homéothermestransformé en gaz carbonique protéines et les acides dont nous faisons partie. Dans ce contexte, noset en eau. Le bilan global de aminés peuvent aussi servir recherches contribueront certainement à préciser la de substrat pour la produc ou les fonctions du sommeil paradoxal qui restent, tion d'ATR en contribuant di encore aujourd'hui, mal connues. Surtout,il nous rectement au cycle de Krebs reste à comprendre pourquoi,au cours de l'évolu et à la chaîne respiratoire. tion, les homéothermes ont, tout en perdant la faculté de fabriquer des nouveaux neurones, mis en place la régulation de leur température interne et le sommeil paradoxal. I 33

LES XGENESPlusieursgSl^^vèrent impliqués dans lefnnntinffli^e l'horloge 5m régit nos rythme^iHje : le contrôle de leur expression passe pg^des mécanismes très semblables de la mouche à l'homme Par Yves Dauvilliers

■* Le rythme circadien affecte nombred'activités physiologiques, allant denotre sommeil à notre températurecorporelle. Mais il est lui-même soumis à d'autres facteurs, génétiquescomme environnementaux.

il3phy<;inlngip du <;nmmpil - e nombreux organismes,des plus simples A Toute ceiiuie contient dans son ADN (ci-dessus) les aux plus complexes,présentent des rythmes gènes nécessairesà l'élaboration d'une horloge biologique biologiques proches de 24 heures. Qualifiés Mais seuls certains neurones,situés au cœur du cenreau, développent bien cette activité rythmique.de circadiens (du latin circa « autour » et dies« jour »),ces rythmes affectent toutes sortes d'acti matiques. Leur implication a pu être démontréevités physiologiques:de l'absorption de nourriture chez l'animal:leur lésion entraîne la disparition dejusqu'à la température corporelle en passant par les toute rythmicité,tandis qu'une greffe de tissu h)q50- thalamiquefœtal suffit à la restaurer.Qui plusest,ilssécrétions hormonales... conservent in vitro une activité neuronale,métabo- hque et neiuochimique qui varie defaçon circadien- Quand on les étudie, un fait apparaît remar ne.Il en est de même lorsque des cellules qui en sontquable:leur stabilité et leur précision, en rapport issues sont mises en culture:chacune d'elles présenavec la présence d'une horloge biologique. Chez les te une rythmicité circadienne différente, que ce soitmammifères,la quasi-totahté de ces rythmes est gé pour la période ou la phase,sans qu'aucune activiténérée dans un petit groupe de neurones situé au synchronisée n'ait été observée.cœur du cerveau,juste au-dessus du croisement,ouchiasma,des nerfs optiques:les noyaux suprachias- On a récemment mis en évidence l'existence de A La mouche du vinaigre possède des chromosomes facteurs génétiques dans la genèse des rythmes cir bien visibles, ce qui facilite leur étude. Ainsi, c'est chez elle que des chercheurs ont pu montrer pour la première cadiens. Tous les éléments nécessaires au fonction fois l'implication de gènes,comme per,dans l'éveil. nement d'ime horloge biologique peuvent en effet tenir dans une seule cellule. Les rythmes sont pro duits par l'expression de certains gènes, par la concentration de protéines spécifiques dont le taux varie en fonction du temps.Indépendants de l'al ternance jour-nuit, ils persistent en obscurité constante. Les variations de notre enviroimement, notamment de la température et de la lumière,peu ventjouer sur notre horloge biologique interne. Chez les différentes espèces vivantes que l'on a étudiées,on a pu noter l'existence d'altérations du36

rythme circadien. Celles-ci sont associées à toute deux gènes essentiels dans la rythmicité circadienune variété de mutations. Elles touchent plusieurs ne du comportement de la souris; wheel et dock.gènes chez la mouche du vinaigre ou drosophile, Le premier,situé sur le chromosome 4 du rongeur,dontper pour « Period » ou tim pour « Timeless »,qui,mutés,peuvent abolir,raccoiu\"cir ou considéra induit lors de sa mutation des désordres neuroloblement allonger la rythmicité circadienne en fonction du type d'allèle impliqué. En conditions giques complexes : hyperactivité,comportementnormales,le gène per produit une protéine,nommée rotatoire et anomalies de la rythmicité circadienne.PER,présente dans les noyaux des cellules de l'œil Quant au gène dock,porté par le chromosome 5,et du cerveau en plus grande quantité la nuit que le sa mutation provoque une modification isolée de lajour. Lorsque le gène est détruit,PER n'est plus période circadienne, qui devient anormalementsynthétisée et la mouche devient arythmique. longue mais peut toutefois être entraînée par l'alterQuand il n'est que muté,PER est produite en quan nance lumière-obscurité. Il semble que la protéinetité variable et les périodes circadiennes desanimaux varient au diapason. Que la protéine PER soit localisée dans lesnoyaux suggérait qu'elle contrôle la transcriptiond'autres gènes,c'est-à-dire leur transformation enARNm, première étape dans la lecture. Cettehypothèse a été confirmée.Qn a par ailleurs constaté que PER, par rétroaction, régulait mêmel'expression de son propre gène,contrôlant ainsil'oscillation de sa production et engendrant la rythmicité circadienne. Mais elle n'agit pas seule.UNE ACTIVITÉ BIEN COORDONNÉE g Il est ainsi apparu que l'activité des gènes per et v Les chromosomes humains abritent des gènes anatim est coordonnée.Leurs taux d'ARN messager- logues à ceux de la mouche.Par exemple,trois analoguesun des3 types d'ARN,précisément celui traduit en de per: les mper. Leur polymorphisme expliquerait queprotéine -sont en effet toujours corrélés. De sur l'on soit plutôt « du soir » ou « du matin ».croît,les deux protéines TIM etPER sont physiquement associées et ne peuvent pénétrer dansle noyau CLQCK soit impliquée dans la régulation de laque sous cette forme.Leur présence y est indispen transcription de certains gènes.sable pour la régulation de l'expression de leurspropres gènes,tim et per.Et celle de TIM est indis Chez le hamster doré,une autre mutation,cellepensable à l'expression du gène per, vu qu'aucune du gène tau,a été mise en cause dans le même typerythmicité circadierme de PER n'est retrouvée chez de modification isolée. Elle induit une périodeles drosophiles où le gène tim est muté.En l'absen circadienne plus courte(proche de 20 heures),surce de TIM,PER ne peut se her à l'ADN. laquelle les variations de l'alternance lumière- obscurité n'ont pas d'effet. Le gène tau code une D'autres gènes actifs sur la rythmicité circadien protéine appartenant à la famille des caséinesne ont été isolés dans des organismes unicellu- kinases. Sa mutation pourrait donc conduire à lalaires :frq pour « frequency »,et wc-1, wc-2 pour« white collar-1 et 2 ». L'activité cyclique des gènesfrq montre les mêmesfonctions oscillatoires quecelles des gènes per de la drosophile. Leur expression est pareillement soumise à la rétroaction négative de leur protéine,à l'inverse de celle des gèneswc-1 et wc-2. Chezle champignon Neurospora cras-sa, ces gènes interviennent notamment dans la synchronisation des cycles de sporulation asexuée,etont un rôle capital dans la photoréception. Chez les mammifères, d'autres mutationssemblent imphquées. Un programme de mutagenè-se expérimentale a permis de mettre en évidencemPfiw wNis aboiimer:01 464847 37

fil a physinlngjp du sommeilsynthèse d'une protéine inactive,incapable alors de pas indispensable à la genèse d'une activité rythse fixer à la protéine PER à laquelle elle ajoute mique.normalement du phosphore(phosphorylation). On connaît aujourd'hui trois homologues du gène Un homologue du gène dock de la souris a été dé per de la drosophile pour la souris et l'homme:couvert chez la drosophile, de même qu'un gène mper 1, mper2 et mper 3. Ces gènes s'exprimentcyc codant une protéine qui a son équivalent chez dans plusieurs régions cérébrales, mais leur expresles mammifères;la protéine BMAL 1. Ces deux sionjournalière ne fluctue de façon rythmique qu'augènes codent des protéines qui activent la trans niveau du noyau suprachiasmatique.Des trois,mpercription des gènes per et tim. D'ailleurs,si dock ou 2semble le plus impliqué:les souris chez lequel ilcyc est muté,la drosophile perd toute rythmicité cir- est inactivé ont un rythme circadien anormal. Lescadienne. Chez les mammifères,les protéines ho deux autres n'ont que des effets additionnels.mologues à dock et cyc, à savoir BMAL 1 et DES HOMOLOCIES, MAIS IMPARFAITESCLOCK,sont physiquement hées et soumises à un Concernant les cryptochromes,leurs gènes ontprocessus de régulation semblable à celui qui agitsur l'hétérodimère PER-TIM de la drosophile. Qui été isolés chez la drosophile comme chez les mamplus est,ce dernier, une fois dans le noyau,inhibe mifères. Leur activité rythmique semble d'ailleursfortement l'activité du complexe CLOCK-BMAL1 plus forte chez les seconds :la périodicité circadienet donc la transcription des ne de la souris pour lesquelles lesgènes per et tim... gènes mcry 1 et mcry 2sont inacti Comme le montrent ces vés est en effet très altérée. Lesétudes,le fonctionnement de protéines qu'ils codent inhibentl'horloge biologique présente non seulement la transcription de leurs propres gènes mcry 1de nombreuses similitudesd'une espèce à l'autre.Tous ces et 2, mais aussi celle desoscillateurs ont un principe gènes mper 1, 2 et 3.commun:l'expression ryth Cependant si, chez lamique de gènes, sous le drosophile,il a été éta-contrôle complexe de fac bh que la lumière agitteurs de transcription. Les sur ces protéines,sonrythmes auxquels ils don action sur leursnent naissance requièrent équivalents pour lestrois éléments fondamen mammifères restetaux:l'horloge elle-même, incertaine.des signaux externes pour la Deux autres proremettre à l'heure,et une voie téines, CLOCK etde sortie pour donnerl'informa BMAL 1, activent cheztion à l'organisme. les mammifères la transL'implication de signaux ex cription des mper.EUes resternes dans la régulation de semblent de près àla rythmicité circadienne, A Chez le hamster doré,la mutation du gène tau,codant celles que codent les une enzyme se fixant à PER, entraîne un changement de gènes dock et cyc de lac'est-à-dire l'alternance la période circadienne qui passe de 24à 20 h. Une baisse drosophile. Mais les sur laquelle l'alternance lumière-obscurité n'a aucun effetjour-nuit, est bien connue. genes en cause agisDe plus,son mode d'actioncommence à être appréhen sent toutefois diffédé.La lumière semble agir directement sur la pro remment chez la mouche ou chez la souris. Restetéine TIM,via une phosphorylation et une dégra que le gène per est au centre de la régulation circadation. Le turn-over de TIM est toutefois indirect. dienne,quelle que soit l'espèce étudiée. Il est donc probable que les protéinesPER et CLOCK agissentIl dépend de protéines photoréceptrices,les cryptochromes(CRY),associées à TIM sous l'effet de la de concert pour produire la rythmicité de 24 heureslumière. De fait, la lumière ne modifie pas elle- au sein des noyaux suprachiasmatiques.même l'activité de transcription des gènesper et tim. Cette rythmicité ne semble pas se limiter au sysEUe affecte en revanche la formation du complexe tème nerveux central. L'étude de mouches transgéPER-TIM ainsi que son transfert dans le noyau cel niques et « fluorescentes » a en effet permis delulaire. Sa présence intermittente n'est toutefois mettre en évidence des horloges « périphériques »38 :wwwLffliËdsierfr

Lumière Le rythme est dans les gènesCELLULE Actwation InhibitionCytoplasme BMAL1 CLOCKOj Activité de souris mutées pour le gène dock jour |Our 2 jour 3 Enregistrement en continu de l'activité * •■* 12 h 18 h -Si Mesure de l'activité 24hdans de nombreux tissus. Ces oscillateurs ont, A En haut : Quatre gènes et leurs protéines sont Impliqués dans larégulation du rythme circadien. lis tonnent une tnucledepuis, été retrouvés dans d'autres espèces. Ils de rétrocontrôie sur laquelle agit la lumière.semblent fonctionner indépendamment au sein des En bas : On enregistre, sur plusieurs jours, l'activité d'unedifférents tissus, quoiqu'une régulation encore souris mutée pour le gène dock. Dans les conditions lumièpartiellement méconnue puisse coordonner et re / obscurité, la souris a un rythme circadien nomial. Encondientraîner leur expression. tion obscurité / obscurité, toute rythmicité disparaît. La mise en évidence des boucles d'autorégula- Chez l'homme, l'influence de l'environnementtion, de même que l'interaction avec l'environne suffit le plus souvent à expliquer les variations dement, ne suffit pas à expliquer l'impressionnante nombreux traits du sommeil d'une personne àrégularité de la période du rythme circadien. Le l'autre. En étudiant la durée de sommeil dans la pofacteur « temps » pourrait faire intervenir d'autres pulation générale, on a pu constater qu'elle est sur 24 heures en moyerme comprise entre 7 et 8 heuresprotéines, quimodifieraient l'activité des principaux avec deux extrêmes: moins de 6 heures (courtsfacteurs de transcription. Chez la drosophile, la dormeurs),plus de 9 heures (longs dormeurs). Cettedurée de formation du complexe PER-TIM dans le durée de sommeil serait le plus souvent caractérisnoyau semble en effet déterminée par deux proces tique de l'individu dès son plus jeune âge. On saitsus distincts: d'abord par une autorégulation, par ailleurs qu'il existe des familles de courts et deensuite par la présence d'une protéine baptisée longs dormeurs, bien que cela ne permette pas deDOUBLE-TIME (DBT). démêler l'influence des gènes et de l'envirorme- ment. Que des enfants soient courts, moyens ou Cette protéine se lie à PER pour la détruire, longs dormeurs lorsque les deux parents ont desrégulant ainsi son accumulation aussi bien dans le habitudes de sommeil complètement opposées (uncytoplasme que dans le noyau. Elle appartient à la parent long dormeur et l'autre court dormeur)même famille de kinases que la protéine TAU de la témoigne en revanche de l'implication de facteursdrosophile. Leur fonction semble donc relativement génétiques. Les études menées sur des jumeauxbien conservée : il s'agit de phosphoryler PER, et confirment d'ailleurs largement cette idée : lesd'inhiber ainsi son transfert vers le noyau et doncde diminuer sa stabUité. 39

ih physinlngjp du snmnnpil Tout en restant rare,le syndrome de retard de phase l'est moins que le précédent. On en distingue deux formes:les unes sont dites primaires et sont caractérisées par un endormissement après 2 h du matin sans entraîner de troubles du sommeil; les autres, qualifiées de secondaires,sont par contre associées à une difficulté au réveil matinal et fréquemment d'origine psychopathologique. Les premières,souvent familiales,sont probablement sousle contrôle d'un déterminisme génétique.Deux études ont pu les lier à un type particulier d'HLA {Human Leucocyte Antigen),ces antigènes propres au système de reconnaissance du soi. Qui plus est, on a pu associer ce syndrome de retard de phase avec un polymorphisme du gène hper 3,ce qui va dans le sens d'une prédisposition génétique.Le rôle spécifique de hper3dans la régulation circadierme n'est toutefois pas clairement établi A Les photorécepteurs (ci-dessus, cellules à cônes et à DE NOUVELLES PISTES bâtonnets de la rétine)responsablesde l'effet de la lumière sur notre horloge interne sont mal connus. Certaines cellules C'est le polymorphisme d'un autre gène,codant ganglionnaires de la rétine pourraientjouer ce rôle. un récepteur de la mélatonine(MEL la),qui a été associé au syndrome d'absence de synchronisationjumeaux monozygotes présentent une plus forte du rythme veille-sommeil. Cette maladie,concordance pour de nombreux traits du sommeil. exceptionnelle, se caractérise par une grande variabilité des épisodes de veille et de sommeil, Comme nous l'avons déjà dit, trois homologues comme ce que l'on observe dans les expériencesdu gène per de la drosophile ont été isolés chez d'isolement qui privent le sujet de synchronisateursl'homme.Leur polymorphisme serait associé à des externes. On sait que la sous-unité du récepteur envariations de la tendance circadienne (typologie du cause est produite dans le noyau suprachiasmatique.matin ou du soir),à l'inverse des gènes tim ou per de Ce qui ouvre de nouvelles voies à la compréhenl'homme pour lesquels les différentes formes ne sion de mécanismes à l'origine de troubles dusont pas corrélées à des tendances spécifiques. Ces sommeil et à leur prédisposition génétique.découvertes, dont les implications restent malconnues,renforcent l'idée que les rythmes circa- Nousl'avons vu,la rythmicité circadienne est unediens sont générés par des mécanismes moléculaires propriété presque universelle,observée aussi biensimilaires à travers l'ensemble du règne animal. chez les organismes unicellulaires,les plantes que chez les animaux. La complexité de sa régulation On sait que les mutations de certains gènes implique, outre de nombreuses influences deentraînent chez la souris des troubles du rythme,et l'environnement,un déterminisme génétique quion a également constaté l'existence d'un polymor commence tout juste à être appréhendé :les gènesphisme associé à des tendances circadiennes. On a qui sont impliqués s'expriment defaçon cyclique,endonc supposé qu'un déterminisme génétique devait s'autorégulant selon des mécanismes bien conserêtre à l'œuvre dans les pathologies du rythme veille- vés, que Ton retrouve de la mouche à l'homme. D'autres constituants de l'horloge biologique serontsommeil chez l'homme. probablement découverts dans les années à venir, de même que les gènes déjà connus se verront sans Une mutation à l'origine d'uneforme familiale dusyndrome d'avance a ainsi été décrite. Dans la doute attribuer de nouvelles fonctions. Et,cheminpopulation générale (typologie du matin), latendance à l'avance de phase est fréquente. Mais le faisant,les connaissances associées aux pathologiessyndrome d'avance de phase y est très rare : il se du rythme veille-sommeil seront de plus en pluscaractérise par un endormissement particuhèrement affinées,ce qui permettra de mieux les soigner.précoce et un réveil très matinal(vers 3-4 h du matin), sans trouble du sommeil associé ni difficulté I - La protéine PER 3 forme un complexe protéique avec respectivementau réveil. Il serait dû,dans sa forme familiale,à une PER I et 2, et CRY I et 2, puis l'ensemble entre dans le noyau et inhibe lemutation dominante du gène hperl. facteur de transcription CLOCK/BMAL I. Un trouble de la phosphorylation de hper 3 pourrait altérer sa fonction et modifier cette machinerie cellulaire.40 Pour vous abonner:wwrar,exGei»or.fr

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«t-0^W ^ -' 40 1^' .- ¥ • n, -.-.-■rJ' ^ ■v» -- ûf» ■^m^- ▲Pour survivre, il m. '■'V '-OfM fauta lafois se .<s* nourrir et dormir. Et pour se nourrir, il faut être éveiiié. Rien d'étonnant, donc, à ce que ces deux comportements• w soient stimulés par une même molécule..

- -\" -^r ^nr >.îJ^; #-T^% \"■ ' ' £ -i#teîù ■■I! y a quatre ans, deux équipes de chercheurs découvraient simultanément un im»;:nouveau neurotransmetteur. Il s'est vite révélé avoir un double rôle : éveillerI appétit, tout en stimulant I éveil... par véronique Fabre et Patrice Bourgin l^ftî

Il a physinlngjp du snmnnpil est exclusivement synthétisée par des neurones si tués dans la partie latérale de l'hypothalamus. Cette Toutle monde en a fait l'expérience:après un région cérébrale intègre des signaux provenant de la périphérie et permet aux grandes fonctions végéta repas trop riche,on a tendance à s'assoupir,et tives d'être coordonnées et régulées: eUe joue ainsi si c'est un dîner,on risque de passer une mau non seulement sur le métabohsme énergétique et la vaise nuit. De fait, alimentation et sommeil sont prise alimentaire, mais aussi sur le système cardio- étroitement liés. La première joue en effet sur la vasculaire, le stress... Par ailleurs, sont présents dans qualité du second par ses horaires,son contenu et les l'hypothalamus des neurones ayant un rôle clé dans calories qu'elle apporte. Qui plus est,les troubles la régulation du cycle veUle/sommeO. dont elle fait l'objet semblent être corrélés avec les perturbations du sommeil:les anorexiques comme L'hypocrétine n'est exprimée que par un petit les bouhmiques,en effet,se plaignent plus souvent nombre de cellules, environ 1500 neurones,mais qui de difficultés à l'endormissement et d'une fragmen tation de leur sommeil. Reste que ces dernières établissent des contacts avec de nombreuses struc décennies,on ne savait pas très bien l'exphquer. La tures cérébrales. Ils se connectent en premier lieu de découverte récente d'un nouveau neurotransmet façon locale, avec des neurones de l'hypothalamus impliqués dans le maintien de l'équilibre énergé teur est venue bouleverser la donne. L'hypocrétine, tique et le comportement aUmentaire. On retrouve molécule directement imphquée dansles liens entre également leurs terminaisons dans des régions du métabolisme énergétique et cycle veUle-sommeil, cerveau connues pour être d'une importance capita permet d'esquisser quelques réponses. le dans le contrôle des états de la vigilance: c'est le cas, par exemple, du locus cœruleus. Son identification ne date que de 1998. Cette an née-là,à quelques mois d'intervalle,deux équipes de DES HYPOTHÈSES CONFIRMÉES chercheurs isolaient une nouvelle molécule présen tant les caractéristiques d'un neurotransmetteur Connaissant la distribution anatomique de l'hy mais de fonction inconnue. Les uns la baptisèrent pocrétine, on peut émettre certaines hypothèses hypocrétine,en se référant, d'une part,à l'hypotha quant à sa fonction. Sa présence dans l'hypothala lamus,région du cerveau où elle était synthétisée mus laisse entrevoir un rôle dans la prise alimentai et,d'autre part,à une autre molécule,connue sous le re. Ce rôle a été mis en évidence dès les premières nom de sécrétine et avec laquelle elle présentait cer études: en injectant cette molécule dans le cerveau d'un rat, les chercheurs ont pu constater que le ron taines similitudes. Les autres lui donnèrent le nom geur consommait davantage de nourriture. Mais d'orexine,suite à la découverte chez l'animal de ses l'hypocrétine s'avère par ailleurs impliquée dans une pathologie du sommeil, la narcolepsie. Elle a propriétés orexigènes,c'est-à-dire du fait qu'elle in donc, à l'évidence, d'autres fonctions que la régula duit une augmentation de la prise alimentaire. En tion du comportement alimentaire. réalité, hypocrétine et orexine ne font qu'une. En Europe de l'Ouest comme en Amérique du Les recherches ont montré que dans sa forme Nord, la narcolepsie touche environ 0.05 % de la active, cette molécule dérive en fait d'une autre population. Cette pathologie se caractérise par la molécule. Un précurseur,ou propeptide,qu'une enzyme scinde en deux peptides;l'hypocrétine de présence de signes cliniques cardi type 1 et l'hypocrétine de type 2,également nom mées orexine A et orexine B.Unefois produites par naux: la somnolence diurne et les un neurone,ces deux molécules cataplexies. Les accès de somno sont hbérées dans l'espace synap- lence diurne sont soudains et irré tique. Elles vont alors se lier cha cune à des récepteurs différents, sistibles, et peuvent permettre sur leurs neurones cibles. Ce qui aura pour effet de les activer, et d'entrer directement dans un sta donc de déclencher une cascade de de sommeil particuher. le som meil paradoxal. Ce sommeil para d'événements dans les neurones doxal ne survient généralement qu'à la suite d'un épisode de som cibles aboutissant,généralement, meil lent. Associé au rêve (voir les articles de Joseph de Koninck, à leur excitation. p. 86 et 92), il se caractérise par Dans le cerveau,l'hypocrétine une activité du cortex cérébral ► C'est à Stanford, en 1999, qu'a été proche de celle de l'état de veille découverte la mutation responsable (contrairement au sommeil lent). chez le chien de la narcolepsie (ci-contre, William Dement).46

Neurone émetteur (situé dans l'hypothalamus latéral) Synapsé' Hypocrétine 1 (active) a--|A Hypocrétine 2 « (active) W.'pJ» - Neurone cible v Dans les neurones de l'hypothalamus(à gauche)est d'abord fabri quée une molécule inactive : le propeptide.Scindé en deux, celui-ci libère des hypocrétines qui agissent via deux types de récepteurs.4 et exceptionnellement d'origine sensitive.Et de fait, nombreux sont les narcoleptiques qui disent rêverune chute du tonus musculaire complète et la sur dès qu'ils s'endorment.venue de mouvements oculaires rapides. Tous ces signes cliniques ont une origine commu Les crises de cataplexie sont caractéristiques de ne:un dysfonctionnement de l'éveil et du sommeilla maladie. Elles se traduisent par un relâchement paradoxal et spécialement des transitions entre cesbrutal du tonus musculaire,sur une durée allant de deux états de vigilance. Cela explique que certainsquelques secondes à plusieurs minutes. Et se pro symptômes associent des composantes de l'éveil etduisent alors que le malade,parfaitement conscient, du sommeil paradoxal.En effet,les cataplexies corressent de fortes émotions- des émotions le plus respondent à l'apparition de l'inhibition motrice dusouvent positives,comme le fou rire. D'autres signes sommeil paradoxal pendant la veille,quand les pacliniques peuvent également être observés: paraly ralysies du sommeil réalisent un éveil partiel avecsies du sommeil,hallucinations à l'endormissement inhibition motrice de sommeil paradoxal et les hal(hypnagogiques)ou au réveil(hypnopompiques). lucinations hypnagogiques sont proches d'une acti vité onirique survenant en état de veille partiel. Le malade narcoleptique atteint de paralysie dusommeil est pris d'une atonie musculaire l'empê Grâce aux travaux menés par une équipe dechant,à l'endormissement ou au réveil,de mobiliser l'université américaine de Stanford(Cahfomie).onson corps et de respirer avec une amphtude norma sait qu'il existe chez le chien un modèle génétiquele. S'il souffre d'hallucinations hypnagogiques, permettant d'expUquer le caractère héréditaire de lacelles-ci seront en général auditives,parfois visuelles narcolepsie. En cherchant les mutations respon sables de la maladie,cette équipe a montré que laI - Ces souris-là avaient été génétiquement modifiées pour tester le rôle narcolepsie canine est due à une mutation du gènede l'hypocrétine sur la prise alimentaire. codant le récepteur de type 2 de l'hypocrétine. Or, d'un autre côté,il s'est avéré que des souris généti quement modifiées pour ne plus fabriquer d'hypo- crétine Cl ont un phénotype très particulier: elles présentent ainsi des pertes totales de tonus muscu laire, qui miment les épisodes cataplectiques observés chez les narcoleptiques. Elles ont. par ailleurs, d'autres anomalies caractéristiques du patient narcoleptique,comme l'entrée directe enPour vous abonner;01 464847D8 47

ilaphysinlngip du snmmpilsommeil paradoxal et la fragmentation du sommeil. donc recherché si,à leur niveau,l'hypocrétine moEnfin,les souris chez lesquelles on supprime les dulaitou nonlesétatsdevigilance.Pourcefaire,nousneurones à hypocrétine ont aussi ce phénotype. l'avons directement injectée dansle locus cœruleus C'est l'ensemble de ces données animales qui a d'un ratéveillé ethbre deses mouvements.Leseffetsamené les chercheurs à s'intéresser de près aux ano-mahes du système des hypocrétines dans la patho surson sommeilontalorsété analysés.logie humaine. On a alors pu constater que les pa L'administration d'hypocrétine a provoqué unetients narcoleptiques victimes de cataplexies n'ontpas d'hypocrétine dans leur liquide céphalo-rachi augmentation des quantités d'éveil et surtout unedien.Etl'analyse des cerveaux de patients décédés a suppression quasi totale du sommeil paradoxal. Cetconfirmé la disparition du peptide dans l'hypotha effet est régulé par le récepteur de type 1,dont lalamus.L'absence d'hypocrétine serait donc responsable de la pathologie chezl'homme.Maiscomment stimulation accroît l'activité des neurones du locusexpliquer sa disparition chez les narcoleptiques?Les neurones exprimant l'hypocrétine y sont-ils dé cœruleus. Le contrôle des états de vigilance étanttruits? L'hypothèse la plus probable fait de la nar- sous-tendu par des ensembles complexes de réseauxcolepsie une maladie auto-immune ou neurodégé- neuronaux,le locus cœruleus ne peut cependantnérative,qui surviendrait en général àl'adolescence, être la seule structure responsable des effets induits par l'hypocrétine.Et de fait, d'autres travaux ontet conduirait à la destruction sélective des neurones montré le rôle excitateur des hypocrétines sur d'autres structures connues pour réguler le sommeilà hypocrétine. Reste toutefois à déterminer s'il paradoxal,notamment les noyaux du raphé ou laexiste un ou des facteur(s)déclenchant(s). formation réticulée pontique. Sachant que le manque d'hypocrétine est à l'ori Certaines de ces structuresjouent des rôles opgine de la narcolepsie,on a cherché à préciser leur posés dans la régulation du sommeil paradoxal. Ilrôle dans la physiologie du cycle veille/sommeil. faudra donc à l'avenir voir plusfinement commentAussi,en parallèle des études effectuées chez les l'hypocrétine agit sur elles, et à quel moment dusouris transgéniques et les chiens narcoleptiques, cycle veille-sommeil elle régule leur activité. Restenous avions émis l'hypothèse que l'hypocrétine que le système à hypocrétine apparaît bien commepouvait réguler les états de vigilance. En effet,les un régulateur du cycle veUle-sommeil,d'abord via laneurones à hypocrétine se projettent sur des struc stimulation de l'éveil, mais aussi par la modulationtures cérébrales contrôlant le cycle veiUe/sommeil, du sommeil paradoxal. Quant à son rôle sur la priseet plus particulièrement le sommeil paradoxal.Le alimentaire,il semble désormais bien établi.locus cœruleus est l'une d'elles. Plusieurs expériences ont en effet renforcé le hen entre hypocrétine et prise alimentaire.Les neuronesDES LIENS NEURONAUX à hypocrétine ont des connexions réciproques avec plusieurs régions de contrôle de l'appétit,comme le Situé dans le tronc cérébral,le locus cœruleus est noyau du tractus solitaire qui véhicule les informaprésentchezlesanimaux depuisdestempstrèsrecu tions de satiété venant du tube digestif Ils ont aussi des contacts étroits avec les neurones de l'hypothalés dans l'échelle de l'évolution. Ses neurones sont lamus sensibles au glucose. Or,comme nous l'avons déjà mentionné,l'injection directe d'hypocrétineactifs pendantl'éveO,et au repos pendantle sommeû. dans le cerveau augmente chez le rongeur la quanIls sont également,plus qu'ailleurs,connectés auxterminaisonsdesneuronesà hypocrétine.Nousavons tité d'aliments ingérés Pl. À l'inverse,le jeûne ah-w Par leurs projections, les hypocrétinesstimulent dans le cerveau plusieurs groupes deneurones.CertainssontImpliqués dans la régulation du sommeil paradoxal (en orange),d'autres jouent sur l'éveil(vert)ou le contrôlede l'appétit(en rouge). Cortex Locusco^leus nypocretin Tegmentum^oi^io-pontlque Formation rebcuiee-pontique 048