Tout comme un chef d'orchestre coordonne différents instruments dans un orchestre pour produire une symphonie, la respiration coordonne les ondes cérébrales de l'hippocampe pour renforcer la mémoire pendant que nous dormons, rapporte une nouvelle étude de Northwestern Medicine.
C'est la première fois que les rythmes respiratoires pendant le sommeil sont liés à ces ondes cérébrales hippocampiques – ; appelés ondes lentes, fuseaux et ondulations – ; chez les humains. Les scientifiques savaient que ces ondes étaient liées à la mémoire, mais leur cause sous-jacente était inconnue.
Pour renforcer les souvenirs, trois oscillations neuronales spéciales émergent et se synchronisent dans l'hippocampe pendant le sommeil, mais on pensait qu'elles allaient et venaient à des moments aléatoires. Nous avons découvert qu'ils sont coordonnés par les rythmes respiratoires.
Christina Zelano, auteur principal de l'étude, professeur de neurologie à la Feinberg School of Medicine de l'Université Northwestern
Des scientifiques du Nord-Ouest ont découvert que des oscillations hippocampiques se produisent à des moments particuliers du cycle respiratoire, ce qui suggère que la respiration est un rythme critique pour une bonne consolidation de la mémoire pendant le sommeil.
« La consolidation de la mémoire repose sur l'orchestration des ondes cérébrales pendant le sommeil, et nous montrons que ce processus est étroitement synchronisé par la respiration », a déclaré l'auteur correspondant Andrew Sheriff, étudiant postdoctoral dans le laboratoire de Zelano.
L'étude sera publiée le 16 décembre dans les Actes de l'Académie nationale des sciences.
Les résultats ont des implications importantes pour les troubles respiratoires pendant le sommeil, comme l'apnée du sommeil, qui sont liés à une mauvaise consolidation de la mémoire.
Nous avons tous fait l'expérience de meilleurs souvenirs après une nuit de sommeil. Cela a été observé dès la Rome antique, lorsque l'érudit Quintillion a écrit à propos du « fait curieux » selon lequel « l'intervalle d'une seule nuit augmentera considérablement la force de la mémoire », ont déclaré les auteurs de l'étude. Il décrivait ce que nous appelons aujourd’hui la consolidation de la mémoire, qui est accomplie par la coordination exquise des différentes ondes cérébrales dans l’hippocampe.
« Lorsque vous dormez, votre cerveau rejoue activement les expériences que vous avez vécues pendant la journée », a déclaré le shérif.
Sheriff venait de rentrer d'une conférence à Reykjavik, en Islande, où il devait apprendre à se repérer dans une nouvelle ville. « L'hippocampe joue un rôle majeur dans la formation d'une carte d'une nouvelle zone », a déclaré le shérif. « Je me réveillais et sentais que j'avais une meilleure représentation de la ville qui m'entourait. Cela était facilité par les oscillations qui se produisaient pendant mon sommeil, qui, selon nous, étaient coordonnées par la respiration. »
L'étude indique que les personnes souffrant de troubles respiratoires pendant le sommeil devraient se faire soigner, a déclaré le shérif.
« Quand vous ne dormez pas, votre cerveau souffre, votre cognition souffre, vous devenez brumeux », a déclaré le shérif. « Nous savons également que les troubles respiratoires du sommeil sont liés aux accidents vasculaires cérébraux, à la démence et aux troubles neurodégénératifs comme la maladie d'Alzheimer.
« Si vous écoutez quelqu'un respirer, vous pourrez peut-être savoir quand il dort, car la respiration est rythmée différemment lorsque vous dormez. Une des raisons à cela peut être que la respiration effectue une tâche minutieuse : coordonner les ondes cérébrales liées à la mémoire. »
L'étude s'intitule « La respiration orchestre la synchronisation des oscillations du sommeil dans l'hippocampe humain ».
Parmi les autres auteurs du Nord-Ouest figurent Guangyu Zhou, Justin Morgenthaler, Christopher Cyr, Katherina K. Hauner, Mahmoud Omidbeigi, Joshua Rosenow, Stephan Schuele et Gregory Lane.
