Le groupe de recherche en neuroimagerie fonctionnelle de l’Université d’Oulu a pour la première fois réussi à décrire comment les différents types de pulsations dans le cerveau humain changent lorsqu’une personne dort. Les modifications des pulsations cérébrales pendant le sommeil et leur rôle dans la clairance cérébrale n’ont pas été étudiés auparavant chez l’homme. Les résultats de l’étude peuvent également aider à comprendre les mécanismes à l’origine de nombreuses maladies du cerveau.
Des recherches antérieures ont montré que l’élimination des déchets accumulés dans le cerveau est la plus active pendant le sommeil, lorsqu’une augmentation des ondes dites delta peut être observée dans l’EEG, en particulier pendant le sommeil profond.
Trois types de pulsations sont impliquées dans cette clairance cérébrale : la pulsation cérébrale cardiovasculaire produite par le pouls artériel, la pulsation respiratoire dans les veines et les espaces remplis de liquide céphalo-rachidien, et les pulsations vasomotrices lentes dans la paroi artérielle. On ignorait auparavant comment ces différents types de pulsations cérébrales liées à la clairance cérébrale changent lorsqu’une personne dort. Cette question a maintenant été clarifiée par une étude récemment publiée dans la prestigieuse revue scientifique Le Journal des neurosciences.
L’étude a utilisé l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle rapide (fMRI) pour scanner le cerveau de sujets sains pendant le sommeil et à l’état de veille.
Pendant que les sujets dormaient, les pulsations vasomotrices et respiratoires dans leur cerveau s’intensifiaient et devenaient plus stables. De plus, les pulsations cardiovasculaires s’intensifiaient également pendant le sommeil, mais ces changements étaient visibles dans des zones plus petites du cerveau.
Dans les zones où les pulsations se sont intensifiées, une augmentation des ondes delta a également été observée dans l’EEG, ce qui indique une clairance cérébrale accrue.
L’augmentation de la pulsation respiratoire était à son maximum dans les zones du cerveau que nous utilisons beaucoup pendant la journée. Ceux-ci comprennent le cortex visuel, le cortex auditif et le cortex sensorimoteur.
La clairance de ces zones du cerveau est ce dont on a le plus besoin pendant la nuit. »
Heta Helakari, chercheuse en chef
Des études antérieures ont montré que l’élimination des déchets du cerveau devient particulièrement accélérée pendant le sommeil profond. Cependant, les résultats maintenant obtenus révèlent que l’intensification de l’activité pulsatoire commence déjà pendant le sommeil léger et que le sommeil profond peut ne pas être nécessaire.
Les résultats de l’étude peuvent aider à comprendre non seulement la clairance cérébrale, mais également les mécanismes à l’origine de nombreuses maladies du cerveau et de la mémoire.
« Maintenant que nous savons comment les pulsations fonctionnent chez des sujets sains pendant le sommeil, nous pouvons étudier comment ces pulsations sont perturbées dans diverses maladies du cerveau. Nous avons déjà travaillé sur ce sujet avec les données recueillies auprès de sujets éveillés », explique Helakari.
Les troubles du sommeil sont connus pour être associés à de nombreuses maladies cérébrales courantes, telles que la maladie d’Alzheimer, mais les véritables relations de cause à effet ne sont pas encore connues. Il a été démontré que la détérioration des pulsations cérébrales et de la clairance précède l’accumulation d’un bêta-amyloïde dans le cerveau, ce qui est typique de la maladie d’Alzheimer. Selon Helakari, l’étude actuellement publiée et l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle disponible ouvrent la voie à de nouvelles recherches plus réalisables sur le cerveau.
Selon l’Organisation mondiale de la santé, environ 55 millions de personnes dans le monde souffrent de divers types de troubles de la mémoire.
L’étude a été financée, entre autres, par la Fondation de soutien aux soins de santé du nord de la Finlande, la Fondation Jane et Aatos Erkko, l’Académie de Finlande et la Fondation finlandaise du cerveau.
