Vous avez probablement entendu des gens dire qu'ils aiment courir parce que ça les laisse s'éteindre. Peut-être que vous vous sentez comme ça. bien recherche récente sur des souris suggère qu'il peut y avoir une base scientifique pour cela, parce que l'activité cérébrale diminue réellement lorsque vous effectuez une action simple et répétitive. De plus, pendant que vous courez, votre corps peut être fatigué, un tel exercice peut réduire le besoin de sommeil de votre cerveau.

Être éveillé et être endormi ne sont pas deux états uniformes et mutuellement exclusifs. Parfois vous pouvez être plus profondément endormi ou plus éveillé que d'autres, et la frontière entre les deux peut être floue. Votre comportement normal, comme la capacité de réagir rapidement aux événements inattendus, se détériore lorsque vous restez éveillé au-delà de votre heure de coucher habituelle. Nous ne savons pas exactement pourquoi c'est mais il se peut que certaines parties de votre cerveau va te coucher même quand tu es techniquement réveillé. Mais avec la bonne motivation, nous pouvons aussi nous forcer à rester éveillés et même à restaurer temporairement notre performance.

Combien de temps nous avons besoin de dormir ou de rester éveillé dépend dans une certaine mesure sur nos gènes, mais les preuves suggèrent ils sont également affectés par les activités que nous faisons pendant que nous sommes éveillés. Étonnamment, nous ne savons toujours pas ce que c'est d'être éveillé qui met la pression sur nos corps pour dormir, mais les scientifiques se réfèrent souvent à "Process S". Comme un sablier, les niveaux du processus S indiquent combien de temps nous avons été éveillés ou endormis et quelle est la probabilité que nous nous endormions ou nous réveillions à un moment donné.

Des preuves récentes suggèrent que le sommeil n'est pas initié par le cerveau dans son ensemble, mais par des réseaux locaux de neurones qui étaient plus utilisés pendant l'éveil. Mes collègues et moi-même nous demandions si les parties du cerveau responsables de certains comportements avaient plus d'effet sur notre capacité à rester éveillé que d'autres.

Toute la nuit avec les souris

Pour tester cette théorie, nous avons utilisé une tendance bien connue pour les souris à courir spontanément sur une roue, couvrant parfois plusieurs kilomètres tous les soirs. Lorsque les souris courent comme ça, elles dépensent considérablement plus de temps éveillé, comme si leur besoin de dormir s'accumulait plus lentement, ou si quelque chose le surpassait. Pour faire la lumière sur ce processus mystérieux, nous avons étudié exactement ce qui se passe dans le cerveau des souris qui courent spontanément.

Dans notre étude, nous avons enregistré l'activité électrique des cellules nerveuses individuelles dans le néocortex de chaque souris - la couche externe du cerveau - comme ils ont couru sur une roue. En règle générale, lorsqu'une souris (ou un humain) est éveillée et active, les neurones se déclenchent rapidement. C'est parce que le cerveau doit surveiller l'environnement, coordonner les mouvements et prendre des décisions instantanément. Cette activité cérébrale constante nécessite beaucoup d'énergie - un 20% estimé de toute l'énergie utilisé par le corps.

Étonnamment, nous avons constaté que lorsque les souris ont couru à grande vitesse, certains de leurs neurones ont cessé de tirer tout à fait. Et l'activité cérébrale globale dans les zones motrices et sensorielles du néocortex a diminué en moyenne d'au moins 30%. Paradoxalement, cela suggère que, dans l'ensemble, un comportement physique actif et un mouvement intense n'exigent pas nécessairement un cerveau plus actif.

Nous avons également remarqué que lorsque les animaux adoptaient de nombreux comportements différents, leurs neurones se multipliaient de différentes façons, de la décharge lente à la décharge rapide. Mais pendant le processus monotone de la course, les pointes neurales sont devenues beaucoup plus cohérentes. Ceci suggère que le fait de courir est associé non seulement à moins d'activité globale mais également à l'émergence d'un état cérébral plus stable et uniforme.

Notre prochaine question était de savoir si cela ferait une différence dans l'activité cérébrale globale au cours des périodes d'éveil prolongées. Études précédentes a suggéré que plus vous restez éveillé, plus votre cerveau devient excitable (plus vos neurones sont susceptibles de tirer). Nous avons constaté que les neurones de nos souris produisaient en moyenne plus de pics avant de s'endormir que quelques heures plus tôt, peu de temps après le réveil. Mais si les souris ont passé beaucoup de temps à courir, cette augmentation de dopage n'a pas eu lieu. Cela suggère que si les neurones ne sont pas utilisés, ils ne deviennent pas plus excitables.

Etat d'esprit en cours d'exécution

Sur la base de ces observations, nous avons conclu que si le jour de la souris était dominé par des tâches nécessitant des mouvements répétitifs ou rythmiques (comme la course), son cerveau serait dans un état fondamentalement différent de la normale. Cet état peut même permettre au cerveau de se reposer sans entrer dans un sommeil profond et de fournir certains des mêmes avantages. Des preuves récentes suggère constamment que de courtes périodes d'exercice peuvent être bénéfiques pour les fonctions cognitives une manière similaire de dormir.

D'autres exemples de la nature soutiennent cette idée. Par exemple, les oiseaux dorment beaucoup moins quand ils volent non-stop pour plusieurs jours ou migrant. Il y a même des preuves d'un effet similaire chez les humains, comme un lien entre la méditation et un besoin réduit de sommeil. Nous ne savons pas exactement pourquoi cela se produit, mais il se peut que la méditation soit associée à un état cérébral où le temps s'écoule plus lentement. Et ça pourrait être pareil pour les souris sur la roue.

Il y a encore beaucoup de questions à répondre sur pourquoi nous avons besoin de dormir et comment cela affecte nos cerveaux. Mais ce qui devient de plus en plus clair, c'est que nous ne pouvons pas comprendre le mystère du sommeil sans comprendre ce qui se passe quand nous sommes éveillés.

A propos de l'auteur

Vladyslav Vyazovskiy, professeur agrégé de neurosciences, Université d'Oxford

Cet article a été publié initialement le The Conversation. Lis le article original.

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