Qu’est-ce qui fait que le cerveau s’endort ? Depuis près d’un siècle, les scientifiques se tournent vers les structures situées profondément dans le cerveau pour trouver la réponse. Selon la vision traditionnelle, ces régions contrôlent le moment où nous dormons et nous réveillons, tandis que le cortex cérébral, la partie du cerveau impliquée dans la perception, la pensée et la mémoire, est en grande partie un suiveur passif.
Une nouvelle étude dirigée par Renata Batista-Brito, PhD, professeure agrégée de neurosciences à l’École de médecine Icahn du Mont Sinaï, et publiée le 9 septembre dans Nature (https://doi.org/10.1038/s41586-026-10876-y), suggère que cette image est incomplète.
L’équipe d’étude a découvert une population extraordinairement rare de neurones dans le cortex, appelés neurones Sst-Chodl, capables de synchroniser l’activité dans de vastes zones du cerveau et de favoriser le sommeil. Les résultats suggèrent que le cortex n’est pas simplement endormi par le reste du cerveau ; il aide activement à endormir le cerveau.
Les résultats suggèrent un changement plus large dans la façon dont les scientifiques envisagent le sommeil. Plutôt que d’être contrôlé uniquement par des centres spécialisés situés au plus profond du cerveau, le sommeil pourrait résulter d’une interaction entre ces systèmes et le cortex lui-même.
La vision traditionnelle du cortex est celle d’un suiveur passif pendant le sommeil. Ce que nous avons découvert, c’est que le cortex lui-même contient des circuits qui peuvent piloter et synchroniser activement l’activité associée au sommeil et, lorsqu’ils sont activés, peuvent réellement favoriser le sommeil.
Dr Renata Batista-Brito, auteur principal de l’article
La recherche a été menée alors que le Dr Batista-Brito et son laboratoire étaient basés à l’Albert Einstein College of Medicine. Elle a récemment rejoint l’École de médecine Icahn, où son laboratoire continue d’étudier la manière dont les circuits corticaux régulent le sommeil et l’état comportemental.
Sommaire
Les rares neurones Sst-Chodl ont des connexions à longue portée inhabituelles
Les neurones Sst-Chodl sont exceptionnellement rares, représentant environ 0,2 % des neurones du cortex. Contrairement à la plupart des neurones inhibiteurs, qui communiquent principalement avec les cellules voisines, ces neurones envoient des signaux sur de longues distances. Cela donne à la petite population le potentiel d’influencer l’activité dans de vastes zones du cortex.
L’équipe de recherche a observé que lorsque les souris étaient éveillées et alertes, ces neurones étaient en grande partie silencieux. Alors que les animaux devenaient somnolents et entraient dans un sommeil profond à mouvements oculaires non rapides (NREM), la phase calme et réparatrice du cycle de sommeil caractérisée par une respiration ralentie, une activité musculaire réduite et des modèles d’ondes cérébrales distincts, les cellules Sst-Chodl sont devenues actives à mesure que le cortex passait aux rythmes lents et synchronisés caractéristiques du sommeil.
Mais suivaient-ils simplement le cerveau jusqu’au sommeil – ou l’aidaient-ils à y parvenir ?
Lorsque les chercheurs ont activé ces neurones Sst-Chodl, les signaux électriques à travers le néocortex sont devenus plus lents et plus synchronisés, ressemblant à l’activité corticale caractéristique du sommeil. Cette manipulation était également suffisante pour favoriser le sommeil, permettant aux souris de s’endormir plus facilement et de passer plus de temps à dormir.
« Ces neurones ne deviennent pas simplement actifs lorsque l’animal dort », a déclaré le Dr Batista-Brito. « Ils peuvent réellement aider à faciliter la transition vers le sommeil. »
Un système conservé au cours de l’évolution
Bien qu’ils soient extraordinairement rares, les neurones Sst-Chodl ont été préservés au cours de centaines de millions d’années d’évolution, depuis les amphibiens et les reptiles jusqu’aux humains.
« L’évolution a conservé ces cellules pendant une période incroyablement longue, même si elles sont très peu nombreuses », a déclaré le Dr Batista-Brito. « Cela suggère qu’ils font quelque chose d’important. Jusqu’à présent, nous en savions étonnamment peu sur ce que c’était. »
L’étude, menée chez la souris, établit leur rôle dans la synchronisation corticale et le sommeil. Leur extraordinaire conservation évolutive soulève la possibilité qu’ils remplissent une fonction tout aussi fondamentale chez d’autres animaux, y compris potentiellement les humains.
Les neurones Sst-Chodl pourraient-ils aider à détecter le besoin de sommeil du cerveau ?
Cette découverte a soulevé une autre question : les neurones Sst-Chodl pourraient-ils aider à traduire le besoin de sommeil du cerveau en sommeil lui-même ?
« À mesure que nous restons éveillés, la pression du sommeil augmente jusqu’à ce que le cerveau doive finalement dormir », a déclaré le Dr Batista-Brito. « Une possibilité qui nous intéresse est de savoir si ces neurones aident à ressentir ou à renforcer ce besoin, poussant le cortex vers le sommeil lorsque nous sommes trop fatigués. Nous ne le savons pas encore, mais c’est une hypothèse passionnante que nous prévoyons de tester. »
Que se passe-t-il lorsque le sommeil ne va pas ? La découverte ouvre de nouvelles voies pour étudier les troubles du sommeil
Le sommeil est perturbé dans de nombreux troubles neurologiques, neurodéveloppementaux et psychiatriques, notamment la maladie d’Alzheimer et les troubles du spectre autistique. Les chercheurs peuvent désormais se demander si ces anciens neurones corticaux sont altérés lorsque le sommeil normal est interrompu.
« Ces neurones fonctionnent-ils normalement lorsque le sommeil est perturbé ? Des changements dans ce système pourraient-ils contribuer aux problèmes de sommeil en cas de maladie ? » » a postulé le Dr Batista-Brito. « Nous ne le savons pas encore, mais nous avons maintenant un circuit spécifique à étudier. »
