Ruby Villar-Documet - Psychologue clinicienne, Psychothérapeute, Paris
Ruby Villar-Documet - Psychologue clinicienne, Psychothérapeute, Paris

CONSULTER UN PSYCHOLOGUE PRESENTATION

BIBLIOGRAPHIE

Inscription à la Newsletter

Psychologue clinicienne d'Orientation scientifique

J. Kamiya
B. Sterman
Barbara Brown
J. Lubar
S. Othmer
Thompson
R. Thatcher

Pionniers de la Psychophysiologie Clinique Appliquée : " Le Neurofeedback "

previous arrow
next arrow
 

83. NEUROSCIENCES

L'IRM aide à révéler le mystère du sommeil

Résumé : La technologie IRM peut aider les chercheurs à identifier des activités cérébrales spécifiques à différents stades du sommeil.

Source: EPFL

Notre état de conscience change considérablement au cours des stades de sommeil profond, tout comme il le fait dans le coma ou sous anesthésie générale. Les scientifiques ont longtemps cru - mais ne pouvaient pas être certains - que l'activité cérébrale diminuait lorsque nous dormions.

La plupart des recherches sur le sommeil sont menées à l'aide de l'électroencéphalographie (EEG), une méthode qui consiste à mesurer l'activité cérébrale grâce à des électrodes placées le long du cuir chevelu d'un patient. Cependant, Anjali Tarun, assistante doctorale au laboratoire de traitement d'images médicales de l'EPFL au sein de la Faculté d'ingénierie, a décidé d'étudier l'activité cérébrale pendant le sommeil en utilisant l'imagerie par résonance magnétique, ou IRM. Selon Dimitri Van De Ville, qui dirige le laboratoire, «les IRM mesurent l'activité neuronale en détectant la réponse hémodynamique des structures dans tout le cerveau, fournissant ainsi des informations importantes en plus des EEG.

Au cours de ces expériences, Tarun s'est appuyé sur l'EEG pour identifier le moment où les participants à l'étude s'étaient endormis et identifier les différentes étapes du sommeil. Ensuite, elle a examiné les images IRM pour générer des cartes spatiales de l'activité neuronale et déterminer différents états du cerveau.


Données difficiles à obtenir

Le seul hic, c'est qu'il n'était pas facile d'effectuer des IRM cérébrales sur les participants pendant qu'ils dormaient. Les machines sont très bruyantes, ce qui empêche les participants d'atteindre un état de sommeil profond. Mais en travaillant avec le professeur Sophie Schwartz de l'Université de Genève et le professeur Nikolai Axmacher de la Ruhr-Universität Bochum, Tarun pourrait exploiter les données IRM et EEG simultanées d'une trentaine de personnes.

Les données sur l'activité cérébrale ont été couvertes pendant près de deux heures pendant que les participants dormaient dans un appareil IRM. «Deux heures, c'est un temps relativement long, ce qui signifie que nous avons pu obtenir un ensemble de données rares et fiables», explique Tarun. «Les IRM réalisées pendant qu'un patient exécute une tâche cognitive durent généralement environ 10 à 30 minutes.»

Activité cérébrale pendant le sommeil

Après avoir vérifié, analysé et comparé toutes les données, ce que Tarun a trouvé était surprenant. «Nous avons calculé exactement combien de fois des réseaux constitués de différentes parties du cerveau sont devenus actifs à chaque étape du sommeil», dit-elle.

«Nous avons découvert que pendant les stades légers du sommeil - c'est-à-dire entre le moment où vous vous endormez et le moment où vous entrez dans un état de sommeil profond - l'activité cérébrale globale diminue. Mais la communication entre différentes parties du cerveau devient beaucoup plus dynamique. Nous pensons que cela est dû à l'instabilité des états du cerveau pendant cette phase.

Van De Ville ajoute: «Ce qui nous a vraiment surpris dans tout cela, c'est le paradoxe qui en résulte. Pendant la phase de transition du sommeil léger au sommeil profond, l'activité cérébrale locale a augmenté et l'interaction mutuelle a diminué. Cela indique l'incapacité des réseaux cérébraux à se synchroniser. »


Le rôle des réseaux en mode par défaut et du cervelet

La conscience est généralement associée à des réseaux neuronaux qui peuvent être liés à nos processus d'introspection, à la mémoire épisodique et à la pensée spontanée.

«Nous avons vu que le réseau entre les régions antérieure et postérieure s'est rompu, ce qui est devenu de plus en plus prononcé avec l'augmentation de la profondeur du sommeil», explique Van De Ville. «Une panne similaire dans les réseaux neuronaux a également été observée dans le cervelet, qui est généralement associée au contrôle moteur.»

83.neurosciences

Pour l'instant, les scientifiques ne savent pas exactement pourquoi cela se produit. Mais leurs découvertes sont un premier pas vers une meilleure compréhension de notre état de conscience pendant que nous dormons.


«Nos résultats montrent que la conscience est le résultat d'interactions entre différentes régions du cerveau et non d'une activité cérébrale localisée», explique Tarun. «En étudiant comment notre état de conscience est modifié au cours des différentes étapes du sommeil, et ce que cela signifie en termes d'activité du réseau cérébral, nous pouvons mieux comprendre et rendre compte du large éventail de fonctions cérébrales qui nous caractérisent en tant qu'êtres humains.»

À propos de cette actualité de la recherche sur le sommeil

SourceEPFL
Contact: Dimitri Van De Ville - EPFL
Image: L'image est du domaine public

Recherche originale: libre accès.
«Les stades de sommeil NREM modifient spécifiquement l'intégration dynamique des réseaux cérébraux à grande échelle » par Anjali Tarun et al. iScience



Abstrait
Les stades de sommeil NREM modifient spécifiquement l'intégration dynamique des réseaux cérébraux à grande échelle

Points forts

· • Nous avons examiné la dynamique des réseaux cérébraux fonctionnels à grande échelle pendant le sommeil NREM

· • L'activité du réseau cérébral culmine au stade 2 du NREM et diminue au stade 3 du NREM

· • Les interactions entre les réseaux cérébraux se décomposent avec l'augmentation de la profondeur du sommeil

· • L' étape 2 de NREM révèle une synchronisation de réseau fonctionnelle instable



À propos de cette actualité de la recherche sur le sommeil

Source: EPFL
Contact: Dimitri Van De Ville - EPFL
Image: L'image est du domaine public

Recherche originale: libre accès.
«Les stades de sommeil NREM modifient spécifiquement l'intégration dynamique des réseaux cérébraux à grande échelle » par Anjali Tarun et al. iScience



Abstrait

Les stades de sommeil NREM modifient spécifiquement l'intégration dynamique des réseaux cérébraux à grande échelle

Points forts

· • Nous avons examiné la dynamique des réseaux cérébraux fonctionnels à grande échelle pendant le sommeil NREM

· • L'activité du réseau cérébral culmine au stade 2 du NREM et diminue au stade 3 du NREM

· • Les interactions entre les réseaux cérébraux se décomposent avec l'augmentation de la profondeur du sommeil

· • L' étape 2 de NREM révèle une synchronisation de réseau fonctionnelle instable

Sommaire

Les dissociations fonctionnelles dans le cerveau observées pendant le sommeil à mouvements oculaires non rapides (NREM) ont été associées à une intégration réduite des informations et à une altération de la conscience qui accompagnent l'augmentation de la profondeur du sommeil. Ici, nous avons exploré les propriétés dynamiques des réseaux cérébraux fonctionnels à grande échelle dérivés de transitoires activité cérébrale par imagerie par résonance magnétique fonctionnelle. Les cartes cérébrales spatiales présentent généralement des modifications significatives en termes de tendance à se produire pendant l'éveil et le sommeil NREM. De manière inattendue, presque tous les réseaux prédominaient en activité au cours de la phase 2 de NREM avant qu'une perte brusque d'activité ne soit observée au stade 3. Pourtant, la connectivité fonctionnelle et les dépendances mutuelles entre ces réseaux se sont progressivement dégradées avec l'augmentation de la profondeur du sommeil. Ainsi, l'efficacité du transfert d'informations au cours de l'étape 2 NREM est faible malgré la forte tentative de communication. De manière critique, notre approche fournit des données pertinentes pour évaluer l'intégrité fonctionnelle du réseau cérébral et nos résultats soutiennent de manière robuste une avancée significative dans nos modèles neuronaux du sommeil et de la conscience humains.

Les dissociations fonctionnelles dans le cerveau observées pendant le sommeil à mouvements oculaires non rapides (NREM) ont été associées à une intégration réduite des informations et à une altération de la conscience qui accompagnent l'augmentation de la profondeur du sommeil. Ici, nous avons exploré les propriétés dynamiques des réseaux cérébraux fonctionnels à grande échelle dérivés de transitoires activité cérébrale par imagerie par résonance magnétique fonctionnelle. Les cartes cérébrales spatiales présentent généralement des modifications significatives en termes de tendance à se produire pendant l'éveil et le sommeil NREM. De manière inattendue, presque tous les réseaux prédominaient en activité au cours de la phase 2 de NREM avant qu'une perte brusque d'activité ne soit observée au stade 3. Pourtant, la connectivité fonctionnelle et les dépendances mutuelles entre ces réseaux se sont progressivement dégradées avec l'augmentation de la profondeur du sommeil. Ainsi, l'efficacité du transfert d'informations au cours de l'étape 2 NREM est faible malgré la forte tentative de communication. De manière critique, notre approche fournit des données pertinentes pour évaluer l'intégrité fonctionnelle du réseau cérébral et nos résultats soutiennent de manière robuste une avancée significative dans nos modèles neuronaux du sommeil et de la conscience humains.

Février 2021