Des scientifiques découvrent le mécanisme d’auto-nettoyage du cerveau pendant le sommeil
(science.org)- Chez la souris, des expériences montrent que, pendant le sommeil non paradoxal, les contractions régulières des vaisseaux sanguins du cerveau constituent le moteur clé qui pousse le liquide céphalo-rachidien et élimine les déchets chimiques accumulés à l’état d’éveil
- Ces pulsations sont couplées à une libération cyclique de noradrénaline, molécule presque identique à l’adrénaline, dont les niveaux atteignent un pic environ toutes les 50 secondes dans le cerveau de la souris
- Plutôt que d’utiliser l’anesthésie, les chercheurs ont implanté des électrodes et des filaments en fibre optique chez des souris endormies naturellement, afin de suivre simultanément le volume sanguin, l’activité électrique, les substances chimiques et le flux de liquide céphalo-rachidien marqué par fluorescence
- Le somnifère zolpidem (Ambien) a réduit les oscillations de noradrénaline et la pénétration du liquide céphalo-rachidien, mais ce seul résultat ne suffit pas à recommander l’arrêt du traitement, et des études chez l’humain sont nécessaires
- De récents travaux suggèrent aussi que l’humain présente, pendant le sommeil, des oscillations de libération de noradrénaline et de pulsations vasculaires, ce qui laisse penser que le même mécanisme de pompe pourrait aussi fonctionner dans le cerveau humain
Les pulsations vasculaires qui propulsent le flux du liquide céphalo-rachidien
- Le sommeil est considéré comme le moment où les fluides circulant dans le cerveau éliminent les déchets chimiques accumulés pendant l’éveil, mais le mécanisme qui pousse cette circulation restait incertain
- Une étude sur la souris publiée dans Cell apporte de nouvelles preuves que les contractions régulières des vaisseaux sanguins cérébraux propulsent ce flux
- Étude liée : regular contractions of blood vessels in the brain
- La contraction des vaisseaux est stimulée par une libération cyclique de noradrénaline, molécule chimiquement presque identique à l’adrénaline
- Le somnifère zolpidem perturbe les oscillations vasculaires et le flux de liquide qu’elles favorisent, ce qui pourrait affaiblir la fonction de nettoyage du cerveau
Le système glymphatique et les débats qui persistent
- Le cerveau ne possède pas de vaisseaux lymphatiques qui collectent et transportent les fluides comme dans le reste du corps
- En 2012, l’équipe de Maiken Nedergaard a identifié un système alternatif de drainage dans lequel le liquide céphalo-rachidien s’infiltre dans le cerveau le long de petits passages autour des vaisseaux sanguins, en emportant les déchets métaboliques et les molécules indésirables
- Ce système est appelé système glymphatique (glymphatic system)
- Étude liée : alternative drainage system
- La même équipe estime que le flux de liquide dans le système glymphatique augmente pendant le sommeil
- Le groupe de Nedergaard et d’autres études considèrent qu’un nettoyage glymphatique efficace est bénéfique, et que cette circulation s’affaiblit dans la maladie d’Alzheimer et d’autres maladies neurodégénératives
- Certains chercheurs contestent toutefois une partie de cette interprétation, et une étude de 2024 suggère que l’élimination des déchets pourrait être plus rapide à l’éveil que pendant le sommeil
Le cerveau de souris observé en sommeil naturel
- L’étude du système glymphatique chez la souris repose souvent sur l’anesthésie, mais l’état anesthésié diffère fortement du sommeil naturel
- Pour éviter ce problème, les chercheurs ont implanté chirurgicalement des électrodes et des filaments en fibre optique chez les souris
- Les souris pouvaient s’endormir normalement même reliées à des câbles
- Le volume sanguin, l’activité électrique et les niveaux de substances chimiques ont été suivis simultanément
- La lumière transmise par fibre optique a servi à activer certains groupes de neurones
- Des travaux antérieurs avaient montré que les niveaux de noradrénaline dans le cerveau de la souris variaient de façon rythmique, avec un pic environ toutes les 50 secondes
- Dans la nouvelle expérience, le volume sanguin cérébral oscillait lui aussi pendant le sommeil non paradoxal, en suivant les variations de noradrénaline avec un décalage de plus de 0,5 seconde
- Ce lien était moins marqué à l’éveil ou pendant le sommeil paradoxal, phase où les souvenirs se consolident, que durant le sommeil non paradoxal
Comment la contraction des vaisseaux pousse le liquide céphalo-rachidien
- Les chercheurs ont injecté aux souris des molécules fluorescentes permettant de suivre le flux du liquide céphalo-rachidien, et ont constaté que leur niveau variait lui aussi avec celui de la noradrénaline pendant le sommeil non paradoxal
- Pour vérifier si les pulsations vasculaires propulsaient réellement le flux glymphatique, ils ont stimulé la région cérébrale qui produit la noradrénaline
- La stimulation artificielle a accéléré le rythme des pulsations, passant d’environ une toutes les 50 secondes à une toutes les 10 secondes
- Le liquide céphalo-rachidien marqué a pénétré plus profondément dans les régions proches du site de production de noradrénaline
- Dans le cerveau, enfermé dans le crâne, la contraction et la relaxation des vaisseaux agissent comme une pompe
- Quand les vaisseaux se contractent après une impulsion de noradrénaline, le liquide céphalo-rachidien entre pour remplir l’espace créé
- Quand les vaisseaux se relâchent, ils poussent le liquide céphalo-rachidien vers l’avant
- La noradrénaline n’est peut-être pas le seul facteur, mais elle apparaît comme un moteur important du flux glymphatique pendant le sommeil non paradoxal
Résultats sur le zolpidem et nécessité d’études humaines
- En s’appuyant sur des études antérieures montrant que le zolpidem peut modifier l’activité cérébrale pendant le sommeil et changer la durée des différentes phases de sommeil, les chercheurs ont testé l’effet du médicament chez la souris
- Le zolpidem a réduit les oscillations de noradrénaline et diminué aussi la pénétration du liquide céphalo-rachidien dans le cerveau
- Ce médicament est un somnifère largement utilisé, mais ces résultats chez la souris ne permettent pas de conclure que les personnes doivent arrêter de le prendre
- Laura Lewis estime qu’il devrait être prioritaire d’examiner ce médicament dans des études chez l’humain afin de vérifier si ses effets secondaires sur le nettoyage du cerveau sont les mêmes chez l’homme
- De récentes recherches suggèrent que l’humain présente lui aussi, comme la souris, des oscillations de libération de noradrénaline et de pulsations vasculaires pendant le sommeil, ce qui indique que le même mécanisme de pompe pourrait fonctionner dans le cerveau humain
1 commentaires
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Si une étude de 2024 disait que l’élimination des déchets est plus rapide pendant l’éveil que pendant le sommeil, alors cette histoire comporte une ambiguïté assez importante
Beaucoup de découvertes ressemblent en réalité davantage à « tiens, c’est étrange. Il faut creuser »
De loin, on a l’impression d’un large consensus, mais quand on regarde de près, c’est beaucoup plus fragmenté ; et récemment, les neuroscientifiques étant perçus comme des super-scientifiques du comportement humain, même tous les livres de développement personnel se disent « fondés sur les neurosciences », ce qui donne une impression de certitude supérieure à la réalité
https://www.thetransmitter.org/glymphatic-system/new-method-...
Elle dit que le nouvel article a mal utilisé plusieurs techniques et que, s’il s’agit d’une expérience avec injection directe dans le cerveau, il faudrait davantage de contrôles pour vérifier la présence de cicatrices gliales et confirmer que le colorant a bien atteint le tissu réel
Après l’injection, il a fallu clamper la canule pendant 30 minutes pour empêcher le reflux, et même le groupe sommeil n’était pas en sommeil naturel mais dans un modèle de sommeil de récupération après 5 heures de privation, ce qu’elle juge « trompeur »
Elle ajoute que des mesures effectuées uniquement à l’intérieur du cerveau ne suffisent pas à prouver un nettoyage cérébral, avec cette analogie : « déplacer la poubelle de la cuisine au garage ne rend pas la maison propre »
Elle dit qu’il n’existe pas de voie glymphatique transportant le liquide depuis le point d’injection, dans les profondeurs du cerveau, jusqu’au cortex frontal où les mesures optiques ont été réalisées, et que les deux régions étaient très probablement séparées par la substance blanche : « pourquoi les déchets iraient-ils là-bas ? »
Même si l’élimination des déchets est plus rapide à l’état éveillé, la production de déchets peut être plus lente
Une partie du rôle du sommeil et de la fatigue pourrait être que, lorsque la concentration de déchets atteint un certain seuil, le corps dise « arrêtons de produire autant de déchets métaboliques »
L’élimination nocturne des déchets peut rester cruciale, et nous ne savons pas non plus de manière exhaustive de quoi ces déchets sont exactement composés
Le fait qu’il existe un système du sommeil distinct suggère que ce système fait quelque chose
Le cerveau est vraiment un système à la disponibilité de service médiocre
En moyenne, après seulement 16 heures de fonctionnement, il doit passer 8 heures hors ligne pour des opérations de maintenance comme « scrub », « garbage collect », « trim » et « fsck »
Le cerveau est déjà aussi gros que le permet la contrainte de l’accouchement, et il représente déjà 2 % du poids du corps tout en consommant 20 % de l’énergie
Quand il est actif, il doit fonctionner à performance maximale ; donc faire tourner une tâche de « scrub » en arrière-plan 24 h/24 exigerait davantage d’énergie et de dissipation thermique, ou bien une surface plus grande pour assurer une redondance façon dauphin, avec un hémisphère qui dort à la fois
L’alternative serait de réduire la vitesse de traitement pour permettre à ces tâches de se produire en permanence, et le cycle jour/nuit a probablement exercé une pression en faveur de ce choix
Jusqu’à récemment, il n’y avait pas grand-chose que l’on puisse faire en sécurité la nuit
Le vrai cerveau doit halluciner intensément pendant environ 8 heures pour continuer à contribuer à la société à haut niveau après 16 heures de vrai travail
On n’a pas l’impression de parcourir un à un rhinocéros, hippopotame, voiture, camion, ni même d’avoir besoin de fouiller
Bien sûr, aux marges de la mémoire ou de la compréhension, on tâtonne beaucoup, mais tout aurait pu fonctionner ainsi
Pourtant, certaines choses peuvent être rappelées presque automatiquement et instantanément
Pendant la majeure partie de l’histoire évolutive, rester éveillé la nuit n’était pas rentable, et le fort besoin de sommeil a pu apparaître surtout pour économiser l’énergie
Dans ce cas, d’autres processus ont pu évoluer, par optimisation, pour coïncider avec le temps de sommeil, mais si les contraintes évolutives avaient été différentes, ces processus auraient peut-être aussi pu se produire pendant l’éveil
Tant que les suprémacistes du carbone ne gâchent pas tout, l’IA nous mène vers quelque chose offrant de meilleurs SLA, et nous pourrons finir par mettre au rebut ce pénible système legacy sans interruption de service
Il y a un peu plus d’un an, mon hygiène du sommeil était catastrophique, et même maintenant, si je me réveille parfois vers 2 h du matin, j’ai du mal à retrouver un état de repos.
J’ai acheté une simple montre connectée Garmin pour suivre mon sommeil, parce que c’est l’un des rares produits de ce type qui protège la vie privée et n’a pas besoin d’une connexion Internet.
En améliorant mon sommeil lentement et méthodiquement, j’ai l’impression d’être devenu une personne complètement différente.
Désactiver le filtre de lumière bleue de l’écran a un gros impact, tout comme les longues journées de travail.
Je prends beaucoup de magnésium, j’ai besoin d’environ 20 minutes de marche dehors par jour, et je dois dîner avant 16 h.
Il y a probablement beaucoup de petits facteurs que j’oublie, mais combien d’entre nous sont simplement en état de fatigue chronique ?
L’activité semble avoir tendance à engendrer l’activité, donc la réponse pourrait être plus proche de « il faut améliorer ses habitudes d’activité » que de « il faut améliorer ses habitudes de sommeil ».
Remarquer quelque chose est aussi un point délicat.
Beaucoup de choses que le corps fait pendant le sommeil reposent autant sur des attentes apprises que sur des facteurs réels.
Comme le phénomène qui consiste à « se réveiller avant que le réveil ne sonne », suffisamment fort pour fonctionner même quand l’heure du réveil change.
Le corps a donc peut-être appris à associer certains signaux au début du sommeil, et c’est peut-être maintenant devenu un corps qui a besoin que le filtre de lumière bleue soit activé.
Même si, en réalité, le filtre ne fait pas activement grand-chose.
Moi aussi, depuis 5 ou 6 ans, je lutte contre des problèmes de sommeil où je me réveille au milieu de la nuit dans un état d’éveil étrange, et après beaucoup d’essais et d’erreurs, j’ai amélioré la qualité de mon sommeil.
Il y a 3 ans, j’ai remarqué des symptômes d’apnée du sommeil et je suis allé dans une clinique du sommeil ; j’ai été reconnaissant d’obtenir un diagnostic et une prescription de CPAP, mais l’expérience dans son ensemble a été décevante.
Lors du suivi, j’ai dit que je me réveillais encore la nuit avec une sensation de stress, mais ils ont balayé ça d’un revers de main et recommandé des remèdes à base de plantes ; plus tard, j’ai découvert que la pression prescrite était ridiculement basse.
Après 2 ans d’essais et d’erreurs, j’ai trouvé la pression qui me convient, presque le double de celle prescrite.
Des facteurs comme le stress/le travail, les marches dehors, les étirements, le foam rolling, un dîner tôt et le fait de ne boire que la première tasse de café du matin ont aussi eu un gros impact.
Le contenu du dîner a aussi un effet étrangement important : les légumineuses ont été ce qui marchait le mieux, et je me demande si cela pourrait être lié à la glycémie nocturne.
Les médecins recommandent de faire du sport, mais ces temps-ci, même un exercice d’intensité modérée comme le vélo détruit la qualité de mon sommeil pendant plusieurs jours.
Il y a 10 ans, j’allais régulièrement à la salle de sport et j’en étais heureux, mais maintenant cela semble être un stress physiologique beaucoup trop important.
L’une des grandes découvertes a été que j’étais assez sensible à la caféine, même si je peux dormir si je ne bois du café que le matin.
Je ne pense pas que le filtre de lumière bleue lui-même ait un gros effet, avec une exception.
L’écran de l’ordinateur portable devient beaucoup plus sombre et moins gênant, tandis que la lumière bleutée de l’écran de bureau semble avoir un effet plus important.
Cela dit, je pense que l’activité cérébrale qui consiste à chercher de la stimulation sur un écran a en soi un gros impact sur le sommeil.
Il vaut mieux éteindre complètement les écrans et se calmer, ou faire quelque chose qui aide réellement à se préparer à dormir.
Résultat : je suis passé d’un état proche des pulsions suicidaires, avec rumination sans fin et céphalées en grappe qui devenaient chroniques, à un niveau où je pourrais faire des discours de motivation façon Tony Robbins.
Chaque personne est différente et les résultats varient, mais changer fortement son alimentation et dépasser la faim une fois par jour peut transformer radicalement l’état ressenti.
Nedergaard dirige le laboratoire qui a mené, depuis 2012, les découvertes clés sur cet effet, et je pense qu’elle recevra le prix Nobel pour cette lignée de travaux.
Quand je faisais un doctorat en neurosciences cognitives il y a 20 ans, on connaissait les trois grands déficits liés au manque de sommeil — baisse des performances quotidiennes, augmentation du risque pour la santé mentale, augmentation du risque de déclin cognitif — mais on ne parvenait pas à les relier à un mécanisme.
Le système glymphatique, comme une excellente théorie scientifique, rassemble des découvertes éparses sous un mécanisme commun.
Ne pas dormir suffisamment, c’est un peu comme ne pas faire tourner assez souvent le lave-vaisselle ou le lave-linge : les résidus s’accumulent.
Pour les parents, à titre indicatif, les recommandations de sommeil chez l’enfant sont de 10 à 12 heures par nuit pour les 6–12 ans, et de 8 à 10 heures par nuit pour les 13–18 ans.
Les patients se plaignent d’un sommeil non réparateur et de brouillard cérébral ; si une perfusion insuffisante empêche les déchets d’être correctement évacués, cela pourrait produire ce genre de symptômes.
Il est notable qu’Ambien perturbe les oscillations de noradrénaline, qui font partie de ce processus
On m’a prescrit du Zopiclone, proche du Zolpidem d’Ambien, et le lendemain j’avais l’impression d’avoir subi des lésions cérébrales.
Cela m’est arrivé parfois même après la première nuit, et systématiquement si j’en prenais deux jours de suite ; c’était vraiment effrayant.
J’ai lu l’article « Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Interactions Between Zolpidem and Caffeine ».
https://www.researchgate.net/profile/Roberta-Cysneiros/publi...
J’ai compris que des quantités assez importantes de caféine annulaient « une partie, mais pas la totalité » des effets cognitifs du Zolpidem ; comme les deux Z-drugs sont similaires, j’ai essayé de combiner une toute petite dose de Zopiclone avec un tout petit peu de café.
J’en prends 2 à 3 mg, sachant qu’un comprimé fait 7,5 mg.
Au final, j’arrive à dormir, je n’ai pas cette impression de cerveau détruit le lendemain, et cela semble aussi avoir cassé le rythme d’échec lié au stress qui me réveillait précisément à 5 h 30.
Autrement dit, cette combinaison semble corriger le problème, peut-être parce que la caféine compense la perturbation des oscillations de noradrénaline mentionnée plus haut.
J’ai vu des gens autour de moi devenir fortement dépendants de ce produit pour s’endormir, et il a aussi des effets secondaires étranges.
Le somnambulisme avec absence totale de souvenir en fait partie : pas le genre où l’on va simplement dans la cuisine, mais celui où l’on monte dans une voiture.
https://hn.algolia.com/?query=magnesium%20sleep&type=comment
L’activité du système glymphatique est maximale pendant les ondes lentes du sommeil profond N3.
Les ondes lentes correspondent à une décharge synchronisée des neurones, et on les observe lorsque le système glymphatique pompe le flux sanguin cérébral à travers l’ensemble du cerveau.
Ces cinq dernières années, nous avons développé une stimulation auditive ciblée en phase pour augmenter l’activité des ondes lentes, avec des réponses positives observées sur la réponse amyloïde, la mémoire et plusieurs biomarqueurs.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38163288/
Pour les personnes intéressées, nous avons mis sur notre site d’autres liens vers les recherches concernées - https://affectablesleep.com/research
Pour vérifier : le fait que cela soit évacué par lavage, en soi, était déjà connu, non ?
Ici, il est question du mécanisme précis par lequel les vaisseaux sanguins se contractent et provoquent ce nettoyage ?
Mais pour être plus précis dans la conclusion, cette étude a été menée chez la souris, donc il est un peu tôt pour dire que le cerveau humain fonctionne de la même manière.
L’anatomie des mammifères est souvent similaire d’une espèce à l’autre, mais on découvre tout aussi souvent des différences inattendues.
C’est peut-être une idée téméraire, mais ne pourrait-on pas produire ou amplifier le même effet avec un dispositif externe ?
Si l’on administre de la noradrénaline de façon rythmique à des souris éveillées, peut-on provoquer le même mouvement du liquide céphalorachidien ? Les souris s’endorment-elles plus tard après une telle intervention ?
Pourrait-on pomper directement le liquide céphalorachidien plus vite ? Si l’on était prêt à se faire implanter chirurgicalement un dispositif mécanique, pourrait-on obtenir, d’une simple pression sur un bouton, un sommeil rapide et plus réparateur ?
Si l’efficacité du nettoyage dépend en partie de la composition du liquide céphalorachidien, pourrait-on regarder ce qui est « évacué » et ajouter au liquide des substances qui le rendent plus soluble ?
« Nettoyer » le cerveau n’en est qu’une parmi d’autres.
Chercher un bouton magique pour contourner le besoin de sommeil paraît aussi peu plausible que chercher la pilule d’immortalité.
Je déteste ce genre de recherche médicale où l’on implante chirurgicalement des électrodes et des filaments de fibre optique à des souris, où on les fait dormir normalement tout en étant attachées à des câbles, puis où l’on suit leur volume sanguin, leur activité électrique et leurs niveaux de substances chimiques, tout en activant certains groupes de neurones par fibre optique.
C’est d’une barbarie épouvantable.
Si les résultats sont assez importants pour justifier ce genre d’activité, ils devraient aussi être assez importants pour que des humains se portent volontaires comme sujets.
Si personne ne se porte volontaire, alors ce n’est finalement pas si important, et il faut laisser les autres espèces en dehors de ça.
J’ai vraiment du mal à comprendre cet argument moral