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23/04/2009

Votre cerveau est-il « du soir » ou « du matin » ?

Le monde appartient à ceux qui se lèvent tôt, prétend un dicton populaire. Sans vouloir se prononcer sur cet aspect, une étude menée au Centre de Recherches du Cyclotron de l’Université de Liège (ULg) montre aujourd’hui que la manière dont notre cerveau travaille pour maintenir notre attention au cours de la journée évolue d’une manière différente selon que nous sommes « du soir » ou « du matin », et que cette différence se marque principalement en fin de journée quand notre pression de sommeil, reflétant le temps passé depuis le réveil, devient élevée.

 

Cette étude de neuroimagerie fonctionnelle publiée cette semaine dans la prestigieuse revue Science1 est le fruit d’un travail de longue haleine mené par Christina Schmidt, chercheuse aspirante du FNRS à l’ULg sous la direction conjointe de Philippe Peigneux (Université Libre de Bruxelles) et Fabienne Collette (FNRS, ULg), en collaboration avec Christian Cajochen (Université de Bâle, Suisse) et Pierre Maquet (FNRS, ULg).

 

Processus homéostatique vs rythme circadien

 

Deux processus entrent en jeu pour maintenir la qualité de notre éveil et de nos performances cognitives au cours d’une journée normale. D’une part, notre propension au sommeil augmente progressivement au cours de la journée, pour ensuite se dissiper au cours de la nuit, ce que l’on appelle le processus homéostatique. L’intensité de la pression de sommeil accumulée pendant la journée peut être estimée en mesurant par des électrodes la densité des ondes lentes qui caractérisent l’activité électrique de notre cerveau au cours des premiers cycles de sommeil. Par ailleurs, notre niveau d’alerte est régulé par un rythme circadien (i.e. de +/- 24 heures) par lequel notre signal d’éveil augmente au cours de la journée pour diminuer à nouveau en début de nuit. C’est l’opposition entre ces deux mécanismes (homéostatique et circadien) qui nous permet de garder notre niveau de performance dans diverses tâches cognitives au cours du déroulement d’une journée normale de travail.

 

Pour mieux comprendre les bases cérébrales de ces mécanismes de régulation et la manière dont ils interagissent, Christina Schmidt et ses collègues ont tiré parti des différences de rythme entre chronotypes « du matin » et « du soir ». En effet, les sujets « du matin » qui se couchent et se réveillent naturellement tôt sont généralement plus performants le matin, tandis que les sujets « du soir » qui éprouvent de grandes difficultés à se coucher avant que la nuit ne soit bien avancée et se lèvent tard quand cela leur est possible se sentent au mieux de leur forme dans la soirée. Les chercheurs ont enregistré (ou scanné) par Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle (IRMf) l’activité cérébrale de ces chronotypes lors d’une tâche d’attention visuelle au cours de deux séances ayant lieu 1h30 et 10h30 après leur réveil, tout en préservant leur rythme naturel d’éveil et de sommeil.

 

Les résultats ne montrent pas de différence de performance ou d’activité cérébrale entre chronotypes en réponse à la tâche attentionnelle après 1h30 passé à l’éveil, quand la pression de sommeil est peu élevée. Par contre, sous des conditions de pression de sommeil plus élevée, après 10h30 passées à l’éveil, la performance attentionnelle s’améliore chez les chronotypes du soir qui deviennent meilleurs que les chronotypes du matin. Cette amélioration de vigilance est associée à une augmentation d’activité dans les régions du noyau suprachiasmatique (SCA) et du locus coeruleus (LC), deux régions cérébrales anatomiquement interconnectées qui sont fortement impliquées dans le signal circadien qui sous-tend l’éveil et régule notre niveau de vigilance à l’éveil.

 

Ces résultats suggèrent que ces réponses cérébrales pourraient être dues à des différences dans la manière dont les chronotypes « du matin » et « du soir »  réagissent à la pression de sommeil accumulée au cours de la journée. A l’appui de cette hypothèse, les résultats de Christina Schmidt montrent que, malgré un même nombre d’heures passées à l’éveil, les chronotypes « du matin » présentent une densité plus forte d’ondes de sommeil lent en début de nuit, ou en d’autres termes sont plus sensibles à la pression homéostatique. De plus, cette pression de sommeil est inversement reliée au niveau d’activité dans la région du noyau suprachiasmatique pendant la tâche de vigilance, montrant pour la toute première fois chez l’homme que l’activité des circuits cérébraux responsables de la régulation circadienne est modulée par les processus homéostatiques de sommeil. Ceci suggère que les sujets « du matin » souffrent plus fortement que ceux « du soir » de l’impact de la pression de sommeil accumulée au cours de la journée, pression qui empêche l’expression optimale du signal d’alerte par ces régions du noyau suprachiasmatique et du locus coeruleus. 

 

Ces nouveaux résultats mettent en évidence l’influence directe qu’exercent les interactions complexes entre processus homéostatique et circadien sur les activités cérébrales qui sous-tendent nos comportements.