Le sommeil apparaît dans le cerveau comme suit : Des vagues lentes montent Il traversait la surface à une vitesse d’environ un tous les dixièmes de seconde – du moins c’est ce que nous pensions.
Une nouvelle étude chez la souris suggère qu’il existe des schémas d’activité cérébrale associés au sommeil que nous avons négligés – qui reflètent l’état de cellules cérébrales individuelles plutôt que l’activité collective de millions ou de milliards de neurones.
De plus, en mesurant ces signaux cérébraux submillimétriques hautement locaux à l’aide d’électrodes à fil unique, les chercheurs ont découvert que certaines parties du cerveau des mammifères peuvent s’endormir pendant de courtes périodes tandis que d’autres zones restent largement éveillées.
« En tant que scientifiques, nous avons été surpris de constater que différentes parties de notre cerveau font de courtes siestes alors que le reste du cerveau est éveillé. » Il dit David Hausler, bioinformaticien à l’Université de Californie à Santa Cruz et auteur principal de l’étude, a déclaré :
Depuis environ un siècle, les schémas d’activité électrique dans tout le cerveau sont utilisés pour déterminer quantitativement la différence entre le sommeil et l’éveil. Ces ondes cérébrales sont souvent détectées à l’aide Électroencéphalogramme (EEG) grâce à des électrodes placées sur le cuir chevelu.
Mais Hausler et son équipe se sont demandé comment mesurer le sommeil et le différencier de l’éveil – alors qu’il existe clairement un certain chevauchement dans le cerveau des animaux qui restent éveillés pendant le sommeil, une compétence connue sous le nom de Sommeil lent unihémisphérique.
Dans les années 1960, des chercheurs ont d’abord soupçonné, puis découvert, comment Dauphins et autres cétacés Ils peuvent reposer la moitié de leur cerveau tout en restant actifs, gardant parfois un œil ouvert pour surveiller les prédateurs et maintenir le contact avec les autres membres de leur groupe.
Les phoques et les oiseaux présentent également des variations de ce repos qui s’échelonnent entre le sommeil et l’éveil – un compromis intelligent entre le sommeil et la survie.
Les humains peuvent également présenter temporairement des habitudes de sommeil asymétriques qui rappellent, sans être identiques, celles observées chez les animaux.
En 2016, des chercheurs de l’Université Brown aux États-Unis ont découvert que dès la première nuit où une personne dormait dans un endroit inconnu, le côté gauche du cerveau était actif. Plus d’alerte aux sons déviants De la droite. Une fois habitué à l’environnement de sommeil, cette différence disparaît.
« Il a été démontré que le cerveau humain présente une forme de sommeil moins dramatique que le sommeil monohémisphérique observé chez les oiseaux et certains mammifères », explique le neuroscientifique Christoph Koch. livres dans Revue scientifique américaine Quand ces résultats ont été publiés.
Si le cerveau de la souris est la norme, la confusion entre les états d’éveil et de sommeil chez l’homme pourrait être un trait neurologique que nous partageons après tout avec d’autres animaux.
Haussler et son équipe ont collecté des données sur une période de plusieurs semaines auprès de neuf souris ayant de fines électrodes implantées dans 10 zones différentes de leur cerveau, puis ont transmis ces données à un réseau neuronal artificiel qui a appris à faire la distinction entre les états de sommeil et d’éveil.
Les enregistrements ont été échantillonnés à partir de 100 micromètres (un dixième de millimètre) de tissu cérébral, et l’algorithme a pu identifier de manière fiable les cycles veille-sommeil sur la base de courts « coups » dans l’activité des cellules cérébrales d’une durée de seulement 10 à 100 millisecondes.
Ces signaux « locaux » indiquent qu’une partie du cerveau des animaux dormait tandis que d’autres zones restaient actives et éveillées. Par coïncidence, les chercheurs ont noté que cela s’est produit à un moment où la souris pouvait s’arrêter de bouger pendant une fraction de seconde, comme si elle avait « perdu connaissance ».
« Nous avons pu observer les instants individuels où ces neurones se déclenchaient, et il était très clair que… [the neurons] « Ils étaient en transition vers un état différent. » C’est clair Aiden Schneider, biologiste informatique à l’Université de Washington à Saint-Louis, qui a co-dirigé l’étude avec David Parks, étudiant diplômé en informatique à l’UC Santa Cruz, a déclaré :
« Dans certains cas, ces flashs peuvent être limités à une seule zone du cerveau et peuvent être plus petits que cela. »
L’équipe pense que leur nouvelle méthode de mesure des états veille-sommeil pourrait révéler de nouveaux secrets sur la façon dont nous dormons, si d’autres groupes de recherche sont capables de remarquer ces « anomalies ».
« ils [the flickers] « Brisez les règles que vous attendez en vous basant sur cent ans de littérature » Il dit Keith Hengen, neuroscientifique de l’Université de Washington à Saint-Louis.
L’étude a été publiée dans Neurosciences normales.