Dans une étude récente publiée dans la revue Psychiatrie translationnelle, Les chercheurs ont étudié les effets de la privation de sommeil de nuit complète, de début de nuit et de fin de nuit sur la connectivité cérébrale globale. Ils ont utilisé la modélisation prédictive basée sur le connectome (CPM) avec des données du système d'enregistrement mobile polysomnographique (PSG) Somte, y compris des enregistrements d'électroencéphalographie (EEG), d'électrooculographie (EOG) et d'électromyographie (EMG), collectées simultanément auprès d'une cohorte de 113 volontaires adultes droitiers des universités de Pékin.
Les résultats de l’étude ont permis de comprendre que la phase de sommeil paradoxal (REM) était étroitement associée aux connexions au sein et entre le réseau en mode par défaut (DMN), le réseau cingulo-operculaire (CON) et les réseaux visuel et auditif. Ils ont également révélé que le thalamus jouait un rôle central dans le connectome REM et agissait comme une station relais pour les informations sensorielles pendant le REM. Bien qu’elle ne soit pas la première à établir une relation entre la perte de sommeil paradoxal et la connectivité DMN, cette étude a identifié la perte de sommeil nocturne comme ayant l’effet le plus profond sur cette dernière, ce qui peut à son tour exacerber le risque et l’intensité des troubles psychiatriques.
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Sommaire
Arrière-plan
Le manque de sommeil est une véritable pandémie dans le monde d'aujourd'hui, où tout va très vite. Des études ont montré que plus de 30 % des adultes ne dorment pas suffisamment. Ce problème de santé publique est profondément ancré dans la conscience des individus, car il a des effets considérables sur leur bien-être physique et mental. Le manque de sommeil, qui résulte du stress psychosocial, des changements d'horaires de travail et, surtout, de la consommation excessive de médias électroniques, a été jusqu'à présent associé à l'obésité, à un risque accru de maladies métaboliques et à des perturbations des processus émotionnels.
Malheureusement, une part importante de ces résultats est issue de données anecdotiques ou observationnelles, et les recherches systématiques sur les impacts des perturbations du sommeil sur les réorganisations dynamiques des principaux composants cérébraux sont limitées. Des études récentes ont cherché à élucider comment les deux phases distinctes du sommeil – le sommeil paradoxal (REM) et le sommeil non paradoxal (NREM ; également appelé sommeil à ondes lentes) – se produisent. [SWS]) sont liés à la durée et à l'heure du sommeil et ont suggéré que le second prédomine dans les périodes de début de nuit, tandis que le premier survient plus tard dans la nuit. Bien que la science ait élucidé l'importance du sommeil paradoxal dans le maintien de l'équilibre énergétique du cerveau et l'élimination des sous-produits métaboliques à l'état actif, l'association entre le sommeil paradoxal et la fonction cérébrale reste mal comprise.
À propos de l'étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé le paradigme de la nuit fractionnée. Ce protocole d'étude sépare le sommeil paradoxal (REM) et le sommeil non paradoxal (NREM) pour répondre à deux questions principales :
- Quelles sont les régions cérébrales spécifiques associées au sommeil paradoxal ?
- Comment les perturbations du sommeil paradoxal (en particulier pendant la période nocturne) impactent-elles les réseaux cérébraux associés au sommeil paradoxal par rapport à un sommeil adéquat ?
Français La cohorte de l'étude était constituée de volontaires adultes droitiers recrutés dans six universités de Pékin. Après la sélection, 113 volontaires ont été inclus dans l'étude et assignés aléatoirement à l'une des trois cohortes d'enquête : le groupe de privation de sommeil tardif (n = 41 ; durée du sommeil de 23h00 à 03h30), le sommeil toute la nuit (n = 36 ; 23h00 à 08h00) et la cohorte de privation de sommeil en début de nuit (n = 36 ; 03h00 à 07h30). Les participants devaient s'abstenir de consommer de l'alcool, des drogues et de la caféine pendant deux jours avant le début de l'étude. Tous les participants ont été soumis à des investigations expérimentales à 08h00 le matin suivant l'intervention de restriction du sommeil. Les données sur les habitudes de sommeil régulières des participants ont été enregistrées à l'aide d'une actigraphie du sommeil et d'un journal du sommeil de sept jours.
Les études expérimentales comprenaient des examens d'IRM fonctionnelle au repos (IRMf-rs) pour identifier les interactions cérébrales régionales après des interventions de restriction du sommeil. Des systèmes d'enregistrement mobiles polysomnographiques (PSG) Somte ont été utilisés pour mesurer et enregistrer les données d'électroencéphalographie (EEG) (F3, F4, C3, C4, O1, O2), d'électrooculographie (EOG) et d'électromyographie (EMG). Les directives de l'American Academy of Sleep Medicine (AASM) ont été suivies lors de la mesure et de la notation manuelle des stades de sommeil des participants.
Les données obtenues ci-dessus ont été utilisées pour partitionner le cerveau des participants en 227 régions comprenant dix réseaux cérébraux. Ces réseaux comprenaient le réseau en mode par défaut (DMN), les réseaux d'attention dorsale et ventrale (DAN et VAN), le réseau visuel (VIS) et le réseau auditif (AUD). Les modèles de connectivité des réseaux neuronaux ont été élucidés à l'aide de la modélisation prédictive basée sur le connectome (CPM) des données rs-fMRI.
Le sommeil paradoxal de fin de nuit, mais pas le sommeil paradoxal de début de nuit, maintient des habitudes de sommeil paradoxal optimales. un Chronologie expérimentale de manipulation de la procédure de perte de sommeil paradoxal. b Le diagramme de la progression du sommeil de l'état d'éveil au sommeil non paradoxal (NREM) et au sommeil paradoxal (REM), ainsi que les changements dans l'électroencéphalographie (EEG), ont été suivis à l'aide de la polysomnographie (PSG) sur un cycle de 90 minutes. c Comparaison de la durée de la phase REM et du pourcentage entre le sommeil nocturne précoce et tardif dans le groupe sommeil complet, révélant des valeurs plus élevées pendant le sommeil nocturne précoce. d Diminution de la durée et du pourcentage de la phase REM dans le groupe de privation précoce par rapport au sommeil nocturne tardif dans le groupe de sommeil complet. et Augmentation de la durée et du pourcentage de la phase REM dans le groupe de privation tardive par rapport au sommeil nocturne précoce dans le groupe de sommeil complet. F Durée et pourcentage de la phase REM significativement meilleurs dans le groupe de privation précoce par rapport au groupe de privation tardive. *p < 0,05 ; ***p < 0,001. ns. Non significatif. Les données sont présentées sous forme de moyenne ± SEM.
Résultats de l'étude
L'analyse des segments de sommeil paradoxal a révélé que la durée et la proportion de sommeil paradoxal étaient significativement plus élevées en fin de nuit qu'en début de nuit. En répartissant les données du groupe de sommeil de nuit complète (SF) en SF précoce et SF tardif et en comparant les données de SF tardif avec les cohortes de sommeil de début et de fin de nuit, les résultats ont révélé que le groupe de privation précoce présentait des diminutions significatives de la durée et de la proportion de l'état de sommeil paradoxal, tandis que le groupe de privation tardive présentait uniquement des réductions de durée.
Cependant, les schémas de privation précoce étaient globalement significativement meilleurs pour les résultats du sommeil paradoxal que la privation tardive. Ensemble, ces résultats soulignent que si la privation précoce et tardive a un impact négatif sur les états de sommeil paradoxal, le schéma de privation précoce est préféré lorsque les modes de vie ou les professions nécessitent une privation de sommeil. La caractérisation à plusieurs niveaux du connectome du sommeil paradoxal a révélé que le CPM réside principalement dans les réseaux DMN-DMN et CON-CON, mais se trouve également dans les réseaux sous-corticaux (SUB)-VIS. Étonnamment, le thalamus et le cortex visuel/auditif se sont révélés jouer un rôle essentiel dans les prédictions du CPM et, par conséquent, dans le connectome du sommeil paradoxal.
« … nous avons observé que le thalamus présentait le degré de centralité le plus élevé et contribuait de manière significative au connectome REM. De plus, les réseaux sous-corticaux, auxquels appartient le thalamus, présentaient les troisièmes limites prédictives les plus importantes. Pendant le sommeil paradoxal, le thalamus agit comme une station relais pour les informations sensorielles, transmettant les signaux de l'environnement au cortex cérébral. Il est impliqué dans la régulation de la transition entre les différentes étapes du sommeil, y compris le début et la fin des cycles de sommeil paradoxal. »
L'étude présente une limite notable dans la mesure où elle ne mesure que l'activité cérébrale et la connectivité sans étudier les changements comportementaux (par exemple, la cognition ou la mémoire). Malgré cette limite, l'étude pose les bases des évaluations futures des troubles psychiatriques et des troubles du sommeil.
Conclusions
La présente étude met en évidence les impacts de la privation de sommeil précoce et tardive sur les schémas de sommeil paradoxal en élucidant la connectivité du réseau et les régions cérébrales affectées lors de ces comportements sous-optimaux de plus en plus courants. Les résultats de l'étude révèlent que les privations et les perturbations du sommeil ont un impact négatif sur le réseau DMN et peuvent altérer négativement la fonction du thalamus. En résumé, cette étude élargit notre compréhension de la manière dont les phases de sommeil paradoxal maintiennent ou modifient les variabilités du fonctionnement normal du cerveau.
