Des changements subtils dans la forme des ondes cérébrales pendant le sommeil profond peuvent révéler des anomalies liées à la maladie d’Alzheimer avant l’apparition des problèmes de mémoire, tandis que les différences entre les hommes et les femmes offrent de nouveaux indices sur la relation entre le sommeil et la santé cognitive.
Étude : Sommeil lent à travers le continuum de la maladie d’Alzheimer : trajectoires cognitives et différences entre les sexes. Crédit image : Kittyfly/Shutterstock.com
Une nouvelle étude publiée dans la revue Recherche et thérapie sur la maladie d’Alzheimer ont découvert que des changements de forme d’onde lente se produisent au cours de la maladie d’Alzheimer (ANNONCE) continuum et peuvent représenter des biomarqueurs non invasifs pour la MA préclinique.
Sommaire
Les troubles du sommeil profond peuvent précéder les symptômes d’Alzheimer
Les problèmes de sommeil sont fréquents dans la maladie d’Alzheimer et peuvent apparaître des années avant l’apparition des symptômes de mémoire. Le sommeil lent est l’étape la plus profonde du non-sommeil.REM dormir. On pense qu’il aide le cerveau à consolider les informations nouvellement apprises dans des souvenirs à long terme.
De plus, la clairance glymphatique des déchets protéiques tels que la bêta-amyloïde et la protéine tau, qui forment les plaques et les enchevêtrements caractéristiques de la pathologie de la MA, est améliorée pendant le sommeil lent. Certaines études ont également montré des associations entre SWS perturbations et changements précliniques liés à la MA dans le cerveau.
Dans la présente étude, les auteurs ont cherché à examiner les changements dans le sommeil lent tout au long du continuum allant du vieillissement en bonne santé au début de la MA, l’association avec les trajectoires cognitives chez les adultes en bonne santé cognitive et les différences spécifiques au sexe.
Des chercheurs comparent le sommeil à trois stades de la maladie d’Alzheimer
L’étude a inclus 116 adultes. Chacun a passé une nuit dans un laboratoire du sommeil de l’Hospital Clinic de Barcelona avec surveillance complète du sommeil nocturne (polysomnographie).
Ils ont été répartis en trois groupes : 30 personnes saines sur le plan cognitif et sans biomarqueurs amyloïdes anormaux (CU A-), avec un âge moyen de 63,7 ans ; 45 personnes déficientes cognitivement présentant des biomarqueurs amyloïdes anormaux, représentant une MA préclinique (UC A+), avec un âge moyen de 66,1 ans ; et 41 personnes présentant un déficit cognitif léger confirmé par un biomarqueur ou une démence légère due à la maladie d’Alzheimer (MA précoce), avec un âge moyen de 68,8 ans.
Environ 57 % étaient des femmes. Aucun des participants ne souffrait d’apnée du sommeil grave. Aucun des participants atteints de troubles cognitifs n’a pris de somnifères, contrairement à neuf des premiers patients atteints de MA. Les comparaisons de groupes ont été ajustées en fonction de l’âge et du sexe.
Le pourcentage de porteurs d’APOE-ε4 différait également de manière significative d’un groupe à l’autre, étant le plus élevé chez les participants à la CU A+ (82,2 %), contre 40,0 % dans la CU A- et 48,8 % au début de l’AD. Cela est probablement dû au fait que la cohorte est enrichie en facteurs de risque de MA.
Les chercheurs mesurent les habitudes de sommeil et les ondes cérébrales individuelles
Les chercheurs ont examiné les habitudes de sommeil à deux niveaux. Le niveau général, ou macroarchitecture du sommeil, couvre la durée du sommeil, le réveil après le début du sommeil (WASO), l’efficacité du sommeil et le temps nécessaire pour atteindre le sommeil paradoxal (latence du sommeil paradoxal). Le niveau le plus fin, ou microarchitecture du sommeil, couvre la force de l’activité des ondes lentes dans le cerveau frontal et la forme de chaque onde lente individuelle : nombre, inclinaison ou pente, hauteur ou amplitude crête à crête et durée.
La pensée et la mémoire ont été suivies avec une version modifiée du score composite standard, le Preclinic Alzheimer’s Cognitive Composite, sur deux à quatre visites s’étalant sur environ six ans et demi.
Les patients symptomatiques atteints de la maladie d’Alzheimer ont un sommeil plus perturbé
Des changements importants dans le sommeil sont apparus principalement dans le groupe symptomatique. Comparés aux deux groupes cognitifs intacts, les patients atteints de MA au début avaient une durée WASO plus longue (environ 108 minutes contre environ 61 à 64). Ils avaient une efficacité de sommeil inférieure (69 % contre 79 à 83 %) et mettaient plus de temps à entrer en sommeil paradoxal (environ 157 minutes contre 95 à 105 minutes).
Les deux groupes cognitifs intacts ne différaient pas de manière significative l’un de l’autre, mais la latence du sommeil WASO et REM a montré des tendances à la hausse significatives dans les trois groupes.
De subtils changements dans les ondes cérébrales apparaissent avant les symptômes de la maladie d’Alzheimer
Baisse précoce de la puissance des ondes lentes
La puissance des ondes lentes a montré les premiers signes de déclin, avec des réductions significatives de l’oscillation lente et de la puissance globale de l’activité des ondes lentes déjà évidentes chez les participants non altérés sur le plan cognitif et présentant une positivité amyloïde. Ces réductions ont également été observées au début de notre ère, parallèlement à une baisse significative de la puissance delta.
Au début de la MA, la puissance des ondes lentes était environ 15 à 21 % inférieure à celle des participants amyloïdes négatifs et sans déficience cognitive, selon la bande de fréquences.
Les auteurs suggèrent que ces réductions pendant le sommeil non paradoxal pourraient être un marqueur potentiel de déficience cognitive, et éventuellement un facteur contributif.
Dans le groupe amyloïde positif et sans déficience cognitive, la force des ondes lentes a chuté d’environ 13 à 15 % dans deux des bandes. Les auteurs ont proposé que ces changements puissent être associés à une accumulation précoce d’amyloïde ou de tau, ce qui est cohérent avec certaines recherches antérieures.
Lorsque l’analyse a été modifiée pour inclure uniquement les participants qui avaient dormi au moins six heures la nuit précédente, la différence entre les groupes en matière de puissance d’onde lente n’était plus statistiquement significative entre les groupes non altérés sur le plan cognitif, mais le groupe AD précoce a continué à montrer un delta et une puissance d’activité globale à ondes lentes significativement plus faibles que le groupe amyloïde négatif.
Changement évident dans la forme des ondes lentes
Le changement le plus clair entre les groupes concernait la forme des ondes lentes, qui devenaient progressivement plus plates et de moindre amplitude tout au long du continuum. La pente moyenne est passée d’environ 370 microvolts/seconde dans le groupe CU A- à 342 dans le groupe CU A+ et à 300 au début de notre ère.
Amplitude et durée
L’amplitude crête à crête est passée d’environ 100 microvolts à 95 à 89,5 microvolts. La durée des ondes lentes est passée de 1,22 à 1,25 à 1,32 seconde.
« De manière importante, nos résultats suggèrent que ce n’est pas simplement une réduction du nombre de SW détectés pendant le sommeil NREM, mais plutôt des changements dans la morphologie de ces oscillations qui marquent les premiers signes de détérioration liée au sommeil dans la MA. »
Des changements de pente et d’amplitude étaient déjà visibles chez les personnes saines sur le plan cognitif et présentant des biomarqueurs amyloïdes de la MA.
Les analyses de sensibilité qui ont ajusté l’apnée du sommeil et les mouvements périodiques des membres, et exclu les participants sous somnifères, ont produit des résultats largement cohérents, en particulier pour la forme d’onde lente.
Association avec les trajectoires cognitives
Les 76 participants cognitifs intacts disposant de données de suivi sur les performances cognitives au fil du temps ont montré des associations entre des ondes lentes plus abruptes et des amplitudes crête à crête plus grandes avec de meilleures performances cognitives tout au long de la période d’observation.
Aucune association n’a été trouvée pour la puissance globale des ondes lentes et le nombre de vagues dans le groupe combiné. Les auteurs soulignent que dans cette étude, les scores cognitifs avant et après la nuit de sommeil ont été utilisés. Cela empêche de tirer des conclusions quant à la direction de l’effet ou à savoir si les caractéristiques du sommeil ont précédé les changements cognitifs.
Des différences entre les sexes apparaissent dans les relations entre le sommeil et la cognition
Les femmes passaient plus de temps dans l’étage le plus profond, avec une activité d’ondes lentes plus forte et des vagues lentes plus nombreuses, plus raides et plus hautes. Cependant, le schéma d’un sommeil lent plus faible dans le continuum de la MA était présent chez les hommes et les femmes. Aucune interaction significative entre le sexe et le groupe n’a été trouvée pour aucune mesure du sommeil.
En revanche, il existait des différences spécifiques au sexe dans l’association entre le sommeil lent et la cognition. Dans le groupe de 32 hommes, toutes les mesures à ondes lentes étaient significativement associées à de meilleures trajectoires cognitives, alors que dans le groupe de 44 femmes, cela n’a pas été observé.
Cependant, des interactions statistiquement significatives entre les mesures du sexe et du sommeil dans leurs associations avec la cognition n’ont été trouvées que pour la puissance des ondes delta, la puissance d’activité des ondes lentes et l’amplitude crête à crête. Cela pourrait être dû à la meilleure qualité de base du sommeil lent chez les femmes, selon les auteurs. Cependant, ils notent que ces résultats sont exploratoires et proviennent de petits groupes, ce qui exclut des conclusions définitives.
Des ondes de sommeil plus plates peuvent signaler des connexions neuronales affaiblies
Les ondes plus plates et plus lentes observées chez les participants plus loin dans le continuum peuvent refléter une synchronisation réduite entre les neurones, probablement due à des connexions affaiblies ou à une plus grande excitabilité dans le cortex. Cela pourrait interférer avec la réinitialisation nocturne des synapses.
Cela pourrait également perturber la coordination entre les ondes lentes et d’autres rythmes cérébraux qui soutiennent le stockage de la mémoire. Les auteurs proposent que la forme d’onde lente pourrait servir de marqueur non invasif pour une détection précoce.
En outre, ils suggèrent que les moyens d’améliorer le sommeil lent, tels que la stimulation auditive ou électrique ou les médicaments, méritent d’être testés en tant qu’aides potentielles à la mémoire et approches pour ralentir la progression de la maladie.
Les enregistrements de sommeil d’une seule nuit limitent les conclusions sur la progression de la maladie
Les comparaisons des caractéristiques du sommeil à travers les stades de la MA étaient transversales, empêchant de tirer des conclusions quant à savoir si les changements dans le sommeil sont la cause ou le résultat de la progression de la maladie. Bien que les performances cognitives aient été évaluées longitudinalement, les mesures ont été prises avant et après l’étude sur le sommeil, de sorte que ces associations ne peuvent pas établir de causalité. Le sommeil de chaque participant n’a été examiné que pendant une nuit en laboratoire, ce qui peut avoir entraîné des altérations du sommeil.
Les résultats combinaient deux cohortes différentes, parmi lesquelles le groupe précoce de MA était plus âgé et moins instruit. Les analyses sexospécifiques incluaient un petit nombre de patients.
La forme des ondes de sommeil profond apparaît comme un marqueur potentiel de la maladie d’Alzheimer
Les auteurs ont constaté que le sommeil profond montre des changements à la fois dans la macro et la microstructure sur tout le spectre des patients, depuis le stade préclinique jusqu’au début de la MA. Les changements lents de forme d’onde apparaissent tôt, représentant peut-être un biomarqueur précoce et sensible de la MA préclinique.
Chez les participants sains sur le plan cognitif, des ondes lentes plus raides et plus hautes étaient associées à de meilleures trajectoires cognitives, en particulier chez les hommes, bien que cette dernière soit une découverte exploratoire.
« Ces caractéristiques peuvent représenter des marqueurs non invasifs pour la détection précoce de la MA et peuvent également éclairer de nouvelles stratégies thérapeutiques visant à préserver la mémoire en améliorant la qualité du sommeil. »
Les recherches futures devraient inclure des études longitudinales pour examiner comment l’accumulation précoce d’amyloïde et de tau est liée aux changements dans le sommeil lent, en particulier via les bandes de basses fréquences. Les études interventionnelles devraient cibler l’activité à ondes lentes pour évaluer l’effet de toute amélioration ainsi produite sur la progression de la MA.
