280. NEUROSCIENCES & NEUROLOGIE
Pendant le sommeil, les ondes cérébrales nettoient les déchets du cerveau
Résumé : Une nouvelle étude a révélé un rôle crucial du sommeil : les ondes cérébrales facilitant le nettoyage du cerveau en évacuant les déchets. Cette découverte souligne non seulement l’état non dormant du cerveau pendant le sommeil, mais met également en évidence un système sophistiqué où l’activité synchronisée des neurones alimente le flux du liquide céphalo-rachidien, éliminant efficacement les déchets métaboliques et les toxines potentiellement neurodégénératives causant des maladies. Cette découverte ouvre des possibilités d’améliorer les processus de nettoyage du cerveau pour lutter contre les maladies neurologiques et améliorer l’efficacité du sommeil, laissant entrevoir un avenir où un sommeil optimisé pourrait conduire à de meilleurs résultats pour la santé.
Faits marquants :
1. Les ondes cérébrales propulsent les fluides nettoyants : Pendant le sommeil, les neurones se coordonnent pour produire des ondes rythmiques qui entraînent le mouvement du liquide dans le cerveau, éliminant ainsi les déchets.
2. Potentiel de prévention des maladies : La compréhension et l’amélioration de ce processus de nettoyage pourraient retarder ou prévenir des maladies comme la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson en assurant l’élimination efficace des déchets cérébraux.
3. Implications pour la qualité du sommeil : Cette recherche suggère que l’amélioration de l’efficacité de l’élimination des déchets du cerveau pourrait permettre d’avoir un cerveau plus sain même avec moins de sommeil, offrant de nouvelles voies pour traiter les troubles du sommeil et améliorer le bien-être général.
Source: Université de Washington
Il y a un paradoxe dans le sommeil. Son apparente tranquillité se juxtapose à l’activité trépidante du cerveau. La nuit est calme, mais le cerveau est loin d’être endormi. Pendant le sommeil, les cellules cérébrales produisent des rafales d’impulsions électriques qui s’accumulent en ondes rythmiques – un signe d’une fonction accrue des cellules cérébrales.
Mais pourquoi le cerveau est-il actif lorsque nous nous reposons ?
Les ondes cérébrales lentes sont associées à un sommeil réparateur et réparateur. Et maintenant, des scientifiques de l’école de médecine de l’Université de Washington à St. Louis ont découvert que les ondes cérébrales aident à évacuer les déchets du cerveau pendant le sommeil. Les cellules nerveuses individuelles se coordonnent pour produire des ondes rythmiques qui propulsent le liquide à travers les tissus cérébraux denses, lavant les tissus dans le processus.
Le liquide céphalo-rachidien qui entoure le cerveau pénètre et se faufile à travers des réseaux cellulaires complexes, recueillant des déchets toxiques au fur et à mesure de son voyage. Crédit : Neuroscience News
« Ces neurones sont des pompes miniatures. L’activité neuronale synchronisée alimente l’écoulement des fluides et l’élimination des débris du cerveau », a expliqué le premier auteur Li-Feng Jiang-Xie, PhD, associé de recherche postdoctorale au Département de pathologie et d’immunologie.
« Si nous pouvons nous appuyer sur ce processus, il est possible de retarder ou même de prévenir les maladies neurologiques, y compris la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson, dans lesquelles les déchets excédentaires – tels que les déchets métaboliques et les protéines indésirables – s’accumulent dans le cerveau et conduisent à la neurodégénérescence. »
Les résultats sont publiés le 28 février dans Nature.
Les cellules cérébrales orchestrent les pensées, les sentiments et les mouvements du corps, et forment des réseaux dynamiques essentiels à la formation de la mémoire et à la résolution de problèmes. Mais pour effectuer de telles tâches énergivores, les cellules cérébrales ont besoin de carburant. Leur consommation de nutriments provenant de l’alimentation crée des déchets métaboliques dans le processus.
« Il est essentiel que le cerveau se débarrasse des déchets métaboliques qui peuvent s’accumuler et contribuer aux maladies neurodégénératives », a déclaré Jonathan Kipnis, PhD, professeur émérite de pathologie et d’immunologie Alan A. et Edith L. Wolff et chercheur au BJC. Kipnis est l’auteur principal de l’article.
« Nous savions que le sommeil est un moment où le cerveau initie un processus de nettoyage pour éliminer les déchets et les toxines qu’il accumule pendant l’éveil. Mais nous ne savions pas comment cela se produisait. Ces résultats pourraient nous orienter vers des stratégies et des thérapies potentielles pour accélérer l’élimination des déchets nocifs et les éliminer avant qu’ils n’aient des conséquences désastreuses.
Mais nettoyer le cerveau dense n’est pas une tâche simple. Le liquide céphalo-rachidien qui entoure le cerveau pénètre et se faufile à travers des réseaux cellulaires complexes, recueillant des déchets toxiques au fur et à mesure de son voyage. À la sortie du cerveau, le liquide contaminé doit traverser une barrière avant de se répandre dans les vaisseaux lymphatiques de la dure-mère – la couche de tissu externe enveloppant le cerveau sous le crâne. Mais qu’est-ce qui alimente le mouvement du fluide dans, à travers et hors du cerveau ?
En étudiant le cerveau de souris endormies, les chercheurs ont découvert que les neurones pilotent les efforts de nettoyage en envoyant des signaux électriques de manière coordonnée pour générer des ondes rythmiques dans le cerveau, a expliqué Jiang-Xie. Ils ont déterminé que de telles ondes propulsent le mouvement du fluide.
L’équipe de recherche a réduit au silence des régions spécifiques du cerveau afin que les neurones de ces régions ne créent pas d’ondes rythmiques. Sans ces ondes, le liquide céphalo-rachidien frais ne pourrait pas s’écouler à travers les régions cérébrales réduites au silence et les déchets piégés ne pourraient pas quitter le tissu cérébral.
« L’une des raisons pour lesquelles nous dormons est de nettoyer le cerveau », a déclaré Kipnis.
Et si nous pouvons améliorer ce processus de nettoyage, il est peut-être possible de dormir moins et de rester en bonne santé. Tout le monde n’a pas l’avantage de dormir huit heures par nuit, et la perte de sommeil a un impact sur la santé.
D’autres études ont montré que les souris qui sont génétiquement programmées pour dormir moins ont un cerveau sain. Serait-ce parce qu’ils nettoient plus efficacement les déchets de leur cerveau ? Pourrions-nous aider les personnes souffrant d’insomnie en améliorant les capacités de nettoyage de leur cerveau afin qu’elles puissent se débrouiller avec moins de sommeil ?
Les schémas d’ondes cérébrales changent tout au long des cycles de sommeil. Il convient de noter que les ondes cérébrales plus hautes avec une plus grande amplitude déplacent le fluide avec plus de force. Les chercheurs cherchent maintenant à comprendre pourquoi les neurones émettent des ondes avec une rythmicité variable pendant le sommeil et quelles régions du cerveau sont les plus vulnérables à l’accumulation de déchets.
« Nous pensons que le processus de nettoyage du cerveau est similaire à la vaisselle », a expliqué le neurobiologiste Jiang-Xie.
« Vous commencez, par exemple, par un grand mouvement d’essuyage lent et rythmé pour nettoyer les déchets solubles éclaboussés sur l’assiette. Ensuite, vous diminuez l’amplitude du mouvement et augmentez la vitesse de ces mouvements pour éliminer les déchets alimentaires particulièrement collants dans l’assiette.
« Malgré l’amplitude et le rythme variables des mouvements de vos mains, l’objectif principal reste le même : éliminer différents types de déchets de la vaisselle. Peut-être que le cerveau ajuste sa méthode de nettoyage en fonction du type et de la quantité de déchets.
À propos de cette actualité sur le sommeil et la recherche en neurosciences
Auteur: Marta Wegorzewska
Source: Université de Washington
Contact:Marta Wegorzewska – Université
de Washington Image :L’image est créditée à Neuroscience News
Recherche originale :Accès fermé.
"La dynamique neuronale orchestre la perfusion du liquide céphalo-rachidien et la clairance cérébrale« par Li-Feng Jiang-Xie et al. Nature
Abstrait
La dynamique neuronale orchestre la perfusion du liquide céphalo-rachidien et la clairance cérébrale
L’accumulation de déchets métaboliques est l’une des principales causes de nombreux troubles neurologiques, mais nous n’avons encore qu’une connaissance limitée de la façon dont le cerveau effectue l’auto-nettoyage.
Nous démontrons ici que les réseaux neuronaux synchronisent les potentiels d’action individuels pour créer des ondes ioniques de grande amplitude, rythmiques et auto-entretenues dans le liquide interstitiel du cerveau.
Ces ondes sont un mécanisme plausible pour expliquer la potentialisation corrélée du flux glymphatique à travers le parenchyme cérébral. L’aplatissement chimiogénétique de ces ondes ioniques de haute énergie a largement entravé l’infiltration du liquide céphalo-rachidien dans le parenchyme cérébral et l’élimination des molécules du parenchyme cérébral.
Notamment, les ondes synthétisées générées par la stimulation optogénétique transcrânienne ont considérablement potentialisé la perfusion du liquide céphalo-rachidien au liquide interstitiel. Notre étude démontre que les neurones servent d’organisateurs principaux pour la clairance cérébrale.
Ce principe fondamental introduit un nouveau cadre théorique pour le fonctionnement des ondes cérébrales macroscopiques.
Avril 2024
