Nous avons tous connu la difficulté intense de rester attentif après une mauvaise nuit de sommeil – et une nouvelle étude montre ce qui se passe dans le cerveau lorsque ce sentiment apparaît.
Lorsque vous vous éloignez après une nuit blanche, le cerveau débusque liquide céphalo-rachidien (CSF), qui entoure le cerveau et la moelle épinière et fait partie des système d’élimination des déchets. Ce LCR retourne ensuite dans le cerveau lorsque vous en sortez, selon l’étude publiée le 29 octobre dans la revue Neurosciences naturelles.
« En mesurant simultanément autant de types d’informations différentes sur le cerveau, nous avons pu constater que ces nombreuses choses différentes que nous pensions au début séparées se déplaçaient en réalité ensemble », co-auteur de l’étude. Laura Lewisprofesseur agrégé de neurosciences au MIT, a déclaré à Live Science.
Dormir est critique pour maintenir un cerveau sainet les experts recommandent aux adultes de se procurer sept à neuf heures de sommeil une nuit. Ne pas dormir suffisamment a des conséquences néfastes sur la santé mentale et physique d’une personne et altère également notre capacité à prêter attention. « Cependant, la base neuronale des échecs attentionnels induits par la privation de sommeil n’est pas encore bien comprise », écrivent les auteurs dans l’étude.
Pour enquêter, ils ont recruté 26 volontaires en bonne santé âgés de 19 à 40 ans, dont 19 femmes. Tous les participants ont participé à deux conditions d’étude espacées d’environ 10 jours : bien reposés et privés de sommeil. La moitié a terminé la séance en étant bien reposée en premier, tandis que les autres ont commencé avec un manque de sommeil.
Les individus reposés dormaient entre 6,5 et 9 heures à la maison, tandis que les individus privés de sommeil restaient éveillés toute la nuit dans le laboratoire. Le matin avant chaque essai, l’équipe a attaché des capuchons d’électroencéphalogramme (EEG) aux participants pour enregistrer leurs ondes cérébrales avec des électrodes. Simultanément, les participants ont subi des tests fonctionnels IRM (IRMf) pour révéler des schémas de flux sanguin et de LCR dans le cerveau. Des eye-trackers ont mesuré la taille des pupilles des participants.
Ce sont des choses auxquelles nous ne pensons généralement pas comme étant étroitement liées au temps : votre capacité à prêter attention au monde, puis aux mouvements fluides de base dans le cerveau.
Laura Lewis
Les participants ont ensuite accompli des tâches qui ont fait appel à leur attention visuelle et auditive ; ils appuyaient sur un bouton dès qu’ils voyaient une image ou entendaient un bruit. De plus, les chercheurs ont collecté des données sur l’activité cérébrale de base en demandant aux participants de se reposer pendant 25 minutes sans effectuer aucune tâche.
Comme prévu, les participants mettaient plus de temps à remarquer les stimuli lorsqu’ils étaient fatigués et manquaient les signaux plus souvent que lorsqu’ils étaient bien reposés. Mais l’équipe a été surprise de constater des impulsions géantes de LCR chez les individus épuisés, aux côtés de schémas d’ondes cérébrales lentes – qui sont toutes deux normalement observées chez les individus épuisés. sommeil non paradoxal.
Plus précisément, les schémas ressemblaient à ceux observés lorsqu’une personne passe de étape N1 en N2les deux premières des trois étapes du sommeil non paradoxal que les gens vivent à chaque sommeil. « C’était quelque chose que nous n’avions vu auparavant à cette échelle que pendant le sommeil », a déclaré Lewis.
Le flux de LCR était étroitement lié à la taille de la pupille, le flux entrant important suivant la dilatation de la pupille et le flux sortant suivant la constriction de la pupille. Ce lien était plus prononcé chez les individus privés de sommeil, ce qui pourrait suggérer que le système circulatoire du corps est à la base de ce couplage, ont écrit les auteurs. Les flux de CSF coïncidaient également avec le moment où les individus se déplaçaient pendant les tâches.
« Lorsque vous avez des problèmes d’attention… ce liquide est évacué de votre cerveau, et lorsque vous retrouvez votre attention, lorsque vous recommencez à répondre aux stimuli, ce liquide retourne dans le cerveau », explique le premier auteur de l’étude. Zinong Yangun neuroscientifique informatique au MIT, a déclaré à Live Science.
« Ce sont des choses auxquelles nous ne pensons généralement pas comme étant étroitement liées au temps : votre capacité à prêter attention au monde, puis aux mouvements fluides de base dans le cerveau », a ajouté Lewis.
Les chercheurs pensent que les schémas cérébraux qu’ils observent pourraient refléter le fait que le cerveau, privé de sommeil, passe dans un état semblable à celui du sommeil, mais alors qu’il est encore éveillé. Les pertes d’attention signalent le début de ces processus cérébraux semblables au sommeil, mais ils sont interrompus avant que le sommeil ne s’installe correctement.
Mais pour l’instant, la raison fonctionnelle derrière les énormes changements dans le flux sanguin n’est pas claire, a noté Lewis. Des travaux futurs pourraient examiner si et comment ces schémas affectent l’élimination des déchets métaboliques toxiques du cerveau, ont écrit les auteurs.
Michael Cheedirecteur du Centre pour le sommeil et la cognition de l’Université nationale de Singapour, qui n’a pas participé à l’étude, a déclaré que la recherche était « un travail de physiologie impressionnant ». Il pense que l’autonomie système nerveuxqui contrôle les fonctions corporelles inconscientes, pilote ces signaux.
« Je pense que la grande leçon est que ‘Hé, regardez, cet humble système autonome auquel nous ne prêtons pas vraiment attention orchestre en fait certains des plus grands changements de signal, des changements de pupille, des changements de signal EEG, des changements de signal BOLD (IRMf)' », a-t-il déclaré à Live Science.
Cependant, Chee a souligné que les participants ont connu 24 heures de privation de sommeil, alors que la plupart des gens ne perdent que quelques heures de sommeil lors d’une mauvaise nuit. « C’est une lourde manipulation », a-t-il dit, donc « ce sont des effets démesurés ».
L’étude de ces changements cérébraux chez les personnes souffrant de problèmes de sommeil pourrait indiquer de nouvelles cibles thérapeutiques, a ajouté Chee.
