Les rêves et les cauchemars probables sont expérimentés universellement à travers les humains et les animaux, mais les neuroscientifiques ne savent toujours pas pourquoi. Maintenant, avec une subvention de 1,2 million de dollars sur trois ans de la Fondation WM Keck, une équipe interdisciplinaire de chercheurs de Penn State étudiera les mécanismes sous-jacents des cauchemars et leur relation avec les troubles de la santé mentale liés à l'anxiété, tels que le trouble de stress post-traumatique (PTSD).
L'équipe visant à étendre la compréhension scientifique des cauchemars comprend l'investigateur principal Patrick Drew, professeur de sciences de l'ingénierie et de mécanique à Penn State; et les enquêteurs co-principes Nikki Crowley, professeur agrégé de biologie et d'ingénierie biomédicale, président de Huck en début de carrière en neurobiologie et génie neuronal et directeur du Penn State Neuroscience Institute à University Park; et Nanyin Zhang, la chaise Dorothy Foehr Huck et J. Lloyd en imagerie cérébrale et professeur de génie biomédical, d'ingénierie électrique et de sciences et de mécaniques d'ingénierie.
« Pour moi, la chose passionnante à propos de cette recherche est que nous avons maintenant un moyen de mieux comprendre le but des rêves », a déclaré Drew, qui possède également des affiliations avec les départements de génie biomédical, de neurochirurgie et de biologie de Penn State. « La question de savoir pourquoi nous rêvons a perplexe l'humanité pendant des millénaires, et en regardant quels changements dans les circuits de neurones et les comportements causent des cauchemars, nous espérons pouvoir comprendre le but biologique du rêve. »
Pour étudier la mécanique neuronale des cauchemars, les chercheurs s'appuieront sur les effets secondaires de la méfloquine de médicament, qui était autrefois utilisée par les soldats américains comme une maladie préventive pendant les déploiements en Somalie, en Afghanistan et en Irak. Bien que efficace pour prévenir le paludisme, le médicament n'est plus prescrit en raison de ses effets secondaires neurologiques graves, notamment en induire des cauchemars. Les chercheurs testeront les souris traitées avec le médicament pendant deux semaines tout en les surveillant pour des comportements inhabituels.
« Dans le passé, il a été difficile d'étudier les rêves, car il est difficile de déterminer ce qu'est un état de rêve régulier et ce qui est un cauchemar », a déclaré Zhang.
Dirigée par Drew, les chercheurs utiliseront de nouvelles techniques d'imagerie pour cartographier les expressions faciales de la souris et la taille des élèves pour savoir dans quelle étape de sommeil ils se trouvent. L'équipe utilisera également l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), dirigée par Zhang, et l'enregistrement du signal calcique, dirigé par Drew, pour enregistrer le type de neurone spécifique qui pourrait sous-tendre le rêve ou le soir.
Grâce aux différentes méthodes d'imagerie et observations comportementales, les chercheurs enregistreront ce qui se passe dans le cerveau des animaux à chaque stade de sommeil, y compris le mouvement oculaire rapide et les étapes de mouvement oculaire non rapides. Les chercheurs, dirigés par Crowley, surveilleront également les neurotransmetteurs et les neuromodulateurs dans deux régions du cerveau, le cortex préfrontal et l'amygdale, pour comprendre comment ces systèmes sont perturbés pendant les cauchemars. Grâce à ces observations, les chercheurs ont déclaré espérer déterminer s'il y a une indication de cauchemars ayant une relation avec les troubles de la santé mentale, comme le SSPT.
« La plupart des gens croient que les cauchemars sont une conséquence d'avoir un SSPT, mais il y a aussi la possibilité que les cauchemars puissent exacerber les symptômes ou même provoquer la présence de troubles mentaux », a expliqué Zhang.
En utilisant les souris comme modèle, les chercheurs ont déclaré qu'ils prévoyaient de développer un cadre pour prédire l'apparition des troubles de la santé mentale, tels que l'anxiété, en raison de la présence ou de l'absence de cauchemars. En cas de succès, leur modèle pourrait conduire à des traitements basés sur l'intervention du sommeil pour les personnes souffrant de ces conditions, selon les chercheurs.
Penn State est distinctement adapté pour effectuer cette recherche, à la fois dans les capacités de notre équipe et à posséder les ressources et l'espace intellectuel pour une question à haut risque comme celle-ci. Nos étudiants post-doctorants et diplômés, en particulier, ont la possibilité de contribuer à une question de recherche philosophique et biologique fascinante sur laquelle très peu de scientifiques se mettront au travail dans toute leur carrière. »
Nikki Crowley, professeur agrégé de biologie et de génie biomédical, Penn State
La Fondation WM Keck a été créée en 1954 par le fondateur de la compagnie pétrolière William Myron Keck. En tant qu'institution philanthropique, la Fondation soutient les découvertes en sciences, en ingénierie et en recherche médicale qui sont distinctives ou nouvelles dans leur approche ou promettent de développer de nouvelles technologies, instruments ou méthodes. Ce prix est la première subvention WM Keck Foundation adressée à Penn State en près de 25 ans.
