Le sommeil recalibre les cellules de mémoire du cerveau, ce qui nous permet de solidifier ce que nous avons appris et de l'utiliser au prochain réveil, selon de nouvelles preuves provenant de souris.
La privation de sommeil, les troubles du sommeil et les somnifères peuvent interférer avec le processus, concluent des chercheurs de l'École de médecine de l'Université Johns Hopkins.
"L'essentiel est que le sommeil n'est pas vraiment temps d'arrêt pour le cerveau."
"Nos découvertes avancent solidement l'idée que la souris et, vraisemblablement, le cerveau humain ne peuvent stocker autant d'informations avant d'avoir besoin de recalibrer", explique Graham Diering, un chercheur postdoctoral qui a dirigé l'étude dans la revue. Sciences.
«Sans sommeil et sans recalibrage pendant le sommeil, les souvenirs risquent d'être perdus», dit-il.
Les chercheurs ont examiné un processus qui avait été bien étudié dans des cellules cérébrales cultivées en laboratoire, mais pas chez des animaux vivants, endormis ou éveillés. Connu sous le nom de réduction homéostatique, il affaiblit uniformément les synapses dans un réseau de neurones, laissant leurs forces relatives intactes et permettant à l'apprentissage et à la formation de la mémoire de continuer. Cela empêche les cellules du cerveau de tirer constamment et d'atteindre une charge maximale. Quand un neurone atteint son maximum, il perd sa capacité à transmettre des informations, obstruant la formation de la mémoire.
Pour savoir si le processus se produit chez les mammifères endormis, Diering s'est concentré sur les zones du cerveau de la souris responsables de l'apprentissage et de la mémoire: l'hippocampe et le cortex. Il a cherché les mêmes changements observés dans les cellules cultivées en laboratoire pendant la réduction.
Les résultats ont montré une baisse de 20 en pourcentage des niveaux de protéines réceptrices chez les souris endormies, indiquant un affaiblissement global de leurs synapses, par rapport aux souris qui étaient éveillées.
"Ce fut la première preuve de réduction homéostatique chez les animaux vivants", explique Richard Huganir, professeur de neurosciences et auteur principal de l'étude. "Cela suggère que les synapses sont restructurées à travers le cerveau de la souris toutes les heures 12, ce qui est tout à fait remarquable."
Chez les souris endormies, les chercheurs ont également trouvé, comme ils s'y attendaient, des niveaux significativement plus élevés d'une protéine appelée «Homer1a», connue pour être essentielle à la régulation du sommeil et de l'éveil.
Des tests antérieurs avec des neurones cultivés en laboratoire avaient déjà montré que Homer1a jouait un rôle important dans le processus de réduction d'échelle. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont trouvé des niveaux de cette protéine 250 pour cent plus élevés dans les synapses des souris endormies, par rapport aux souris éveillé.
"Nous pensons que Homer1a est une sorte de policier de la circulation", explique Huganir, expliquant que la protéine évalue les niveaux de certains neurotransmetteurs et produits chimiques pour déterminer quand le cerveau est "assez calme pour commencer à diminuer".
Les chercheurs ont confirmé que le sommeil est une nécessité pour ce processus de réduction d'échelle qui ne peut être remplacé.
«L'essentiel, c'est que le sommeil n'est pas vraiment un temps d'arrêt pour le cerveau», explique Diering. "Il a un travail important à faire alors, et nous dans le monde développé nous raccourcissons nous-mêmes en le sautant."
Huganir souligne que comme cette étude ne portait que sur l'hippocampe et le cortex, des recherches supplémentaires sont nécessaires sur d'autres parties du cerveau - et dans tout le corps - pour mieux comprendre la nécessité du sommeil.
Les chercheurs notent également la nécessité d'examiner de plus près comment les médicaments connus pour empêcher la réduction homéostatique, y compris les benzodiazépines et autres sédatifs ou aides au sommeil, interfèrent avec l'apprentissage et la mémoire.
Les Instituts de recherche en santé du Canada, le Johns Hopkins Centre for Proteomics Discovery et les National Institutes of Health ont appuyé ce travail.
La source: Johns Hopkins University
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