Le manque de sommeil provoque l’évacuation de liquide dans le cerveau et une baisse de l’attention

• En situation de manque de sommeil, une action de nettoyage au cours de laquelle le liquide céphalo-rachidien (LCR, CSF) s’écoule hors du cerveau se produit pendant l’éveil
• Ce phénomène survient en même temps que des moments de baisse d’attention, puis un flux cyclique dans lequel le liquide revient dans le cerveau a été observé
• Les chercheurs expliquent que lorsque le processus d’élimination des déchets qui a lieu pendant le sommeil fait défaut, le cerveau bascule vers un état proche du sommeil pour tenter de compenser
• Lors des baisses d’attention, des changements physiologiques systémiques apparaissent aussi, comme une diminution du rythme cardiaque et de la fréquence respiratoire ainsi qu’une constriction des pupilles
• Ces résultats suggèrent la possible existence d’un circuit neuronal unique contrôlant de façon intégrée l’attention, les flux liquidiens et la régulation du débit sanguin

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Relation entre manque de sommeil et flux de liquide céphalo-rachidien

• Des chercheurs du MIT ont découvert qu’en cas de manque de sommeil, les baisses d’attention surviennent en même temps que des vagues d’évacuation du liquide céphalo-rachidien (LCR, CSF)
  • L’action de nettoyage du CSF, habituellement observée pendant le sommeil, apparaît aussi pendant l’éveil
  • Ce processus est lié à la fonction d’élimination des déchets du cerveau
• Quand le sommeil manque, le cerveau tente de compenser ce processus de nettoyage, ce qui entraîne une altération de l’attention
  • À mesure que les vagues de CSF s’immiscent dans l’état d’éveil, il se produit un compromis (tradeoff) entre attention et fonction de nettoyage

Méthodologie de l’étude

• 26 participants ont pris part à l’étude et ont réalisé deux sessions d’expérimentation, l’une en état de privation de sommeil et l’autre après un sommeil suffisant
• Les participants portaient des dispositifs EEG (électroencéphalographie) et fMRI (IRM fonctionnelle) tout en effectuant des tâches d’attention visuelle et auditive
  • Tâche visuelle : appuyer sur un bouton lorsque la croix affichée à l’écran se transforme en carré
  • Tâche auditive : réagir à un signal sonore spécifique
• Les participants en manque de sommeil avaient un temps de réaction plus lent et ne percevaient pas certains stimuli
• Au moment des baisses d’attention, le CSF est expulsé hors du cerveau, puis un flux de réentrée a été observé

Changements physiologiques et réponse intégrée

• Lors des baisses d’attention, on observe aussi une diminution de la respiration et du rythme cardiaque ainsi qu’une constriction des pupilles
  • La constriction des pupilles commence environ 12 secondes avant l’évacuation du CSF, puis les pupilles se redilatent après le retour de l’attention
• Ces changements apparaissent non seulement dans le cerveau, mais aussi comme une réponse simultanée de l’ensemble du corps
  • Cela suggère que la baisse d’attention est un événement intégré cerveau-corps

Hypothèse d’un circuit unique

• Les chercheurs avancent la possibilité de l’existence d’un circuit neuronal intégré régulant conjointement l’attention, les flux liquidiens, le débit sanguin et la vasoconstriction
  • Ce circuit pourrait contrôler en même temps l’attention et les fonctions physiologiques
• Le circuit précis n’a pas encore été identifié, mais le système noradrénergique est mentionné comme candidat probable
  • Ce système est responsable de la régulation de l’éveil, du rythme cardiaque et du débit sanguin, et oscille aussi périodiquement pendant le sommeil

Portée de l’étude et soutiens

• Cette étude a été publiée dans Nature Neuroscience et menée par des chercheurs du MIT Picower Institute et de l’Institute for Medical Engineering and Science
• La recherche a été financée par les National Institutes of Health (NIH), la bourse de la Graduate Fellowship en science et ingénierie de la défense, la bourse NAWA, le McKnight Scholar Award, la Sloan Fellowship, le Pew Biomedical Scholar Award, le One Mind Rising Star Award et la Simons Collaboration on Plasticity in the Aging Brain

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Avis de Hacker News

• Si la garbage collection biologique s’arrête, c’est comme si un cerveau privé de sommeil essayait de lancer un cycle de GC en plein runtime
  C’est sans doute pour ça qu’on observe une baisse de concentration ou des temps de réaction plus lents. En quelque sorte, l’évolution a créé la JVM originelle

  • Cela pourrait expliquer pourquoi une power nap (moins de 30 minutes) reste très efficace même en cas de manque de sommeil
    Je me demande si ce court sommeil déclenche alors le « flush » du cerveau
  • Heureusement, le cerveau n’efface pas toute la mémoire déréférencée
  • On dirait une blague qui donne l’impression que Sun Microsystems est encore parmi nous
  • Si on réduit trop le sommeil, certaines parties du cerveau peuvent s’endormir partiellement même en pleine réunion

• J’aimerais que le milieu médical prenne vraiment ce type de résultats au sérieux
  Ma femme fait encore des gardes de 24 heures d’affilée et pratique des interventions d’urgence sans dormir
  Pendant son internat, il y avait des périodes de 36 heures, voire 48 heures d’affilée. C’est triste de voir à quel point personne ne semble se soucier du surmenage des médecins

  • Je ne comprends pas pourquoi on autorise de telles durées de travail extrêmes uniquement pour les médecins. Même les chauffeurs routiers n’ont pas le droit de conduire 24 heures de suite
  • Le système de santé américain est conçu pour la maximisation des profits plutôt que pour l’optimisation de la santé des patients comme des médecins
    La santé et l’éducation devraient d’abord servir les objectifs de la population, les objectifs financiers devant rester secondaires
    Cet article connexe lien est aussi intéressant
  • Je pense que ma femme, même dans ses pires moments, reste meilleure que la plupart des gens à leur meilleur niveau
    Mais pour que le système change, il faudrait sans doute assouplir les conditions d’admission en médecine ou provoquer un changement radical
    J’ai entendu dire que les médecins européens travaillaient moins, mais je n’en ai jamais rencontré personnellement
  • Cette culture de travail brutale ressemble à un rituel de bizutage maintenu par l’AMA sous prétexte de « nous aussi on est passés par là »
  • Je me demande si ces longues heures sont vraiment continues. Je pensais qu’il y avait des salles de repos à l’hôpital pour dormir entre deux moments

• D’après l’article, pendant le sommeil, le liquide céphalo-rachidien (CSF) circule de manière rythmique et élimine les déchets
  En revanche, j’ai trouvé étrange que les auteurs ne traitent pas la question de « où va ce liquide ? »
  Selon Wikipédia, le CSF évacue les déchets vers la circulation sanguine via le système glymphatique
  Voir la documentation connexe

  • En réalité, il existe bien des « tuyaux » dans le cerveau où circule le CSF
    Le liquide produit dans les ventricules parcourt l’espace autour du cerveau et de la moelle épinière, puis est réabsorbé dans la circulation sanguine
  • Du point de vue des chercheurs, c’est peut-être tellement élémentaire qu’ils n’ont pas jugé utile de le préciser dans l’article

• Un sommeil sain est important pour la santé cérébrale, et l’exercice léger aiderait aussi ce même système glymphatique

  • En pratique, une activité physique légère aide aussi à améliorer la qualité du sommeil

• Je me demande s’il serait possible de provoquer artificiellement ce phénomène de rinçage du cerveau
  Quand je pense à mon grand-père mort d’Alzheimer, je me dis que ce serait formidable si on pouvait renforcer cette fonction

  • On ne peut pas déclencher directement ce rinçage, mais la slow-wave enhancement peut stimuler la fonction réparatrice du sommeil
    Voir cette étude et le projet sur lequel nous travaillons, Affectable Sleep
  • Il y a une méthode infaillible : 400 g d’agneau, du poivron, de la ciboule et de la courgette, puis on laisse mijoter doucement
    Après avoir tout mangé, impossible que les fluides ne se remettent pas à couler
  • Au final, la méthode la plus sûre reste tout simplement de dormir suffisamment

• Blague à part, il suffirait d’installer un dispositif automatique de circulation du CSF et on n’aurait plus besoin de dormir ni de ressentir la fatigue

• J’aimerais pouvoir appuyer sur un bouton de rinçage manuel pour nettoyer mon cerveau

  • Pratiquer le NSDR (Non-Sleep Deep Rest) procure un effet réparateur même sur une courte durée. Ça vaut le coup d’essayer avec une vidéo guidée de 15 minutes sur YouTube
  • Dans une vidéo que j’avais vue autrefois, il y avait aussi des recherches visant à soulager Alzheimer en augmentant le flux de CSF
    Voir cette discussion connexe lien
  • Quand je suis épuisé, j’ai l’impression qu’il suffit parfois de fermer les yeux un instant pour obtenir immédiatement un effet de flush
    J’ai souvent eu l’expérience d’avoir l’esprit plus clair après seulement 30 secondes de sommeil

• Je me demande si une sieste de 30 minutes peut aider. Cela dit, j’aimerais pouvoir dire à mon cerveau : « attends la sieste pour faire le flush »

  • Il m’arrive vraiment de ressentir une impression de “nettoyage” quand je ferme les yeux et m’allonge un moment
    Même 5 minutes de sommeil peuvent clarifier l’esprit
  • Le mécanisme exact de la fonction glymphatique reste débattu, mais le NSDR ou un repos profond comme le yoga nidra pourraient aussi aider
  • Quand j’ai sommeil, je fais souvent une courte sieste de 15 à 30 minutes

• Une pensée émue pour les étudiants qui passaient 24 heures à bachoter la veille d’un examen

  • Mieux vaut suivre les conseils d’un psychiatre. Voir ce texte
  • Je ne suis pas étudiant, mais à l’époque où je travaillais de nuit, il était vraiment difficile d’ajuster mon rythme de sommeil

• Je me demande si le TDAH pourrait être lié à un dysfonctionnement du rinçage cérébral

  • Les troubles du sommeil peuvent provoquer une dégradation des fonctions exécutives, mais ils ne créent pas le TDAH lui-même
  • Le TDAH est un trouble du neurodéveloppement dans lequel on observe des modifications de la structure du cerveau
    Mais chez les personnes atteintes de TDAH, on retrouve souvent aussi une narcolepsie ou une apnée du sommeil
    Voir ces études : lien1, lien2
  • Le TDAH n’est pas un déficit d’attention, mais une altération de la régulation de l’attention
    Si le flush du CSF lié au manque de sommeil revient à « appuyer sur le frein », le TDAH ressemble davantage à « un enfant ivre qui tourne le volant dans tous les sens »
  • Chez moi aussi, des symptômes proches du TDAH s’aggravent quand je me couche tard. Le rythme de sommeil semble avoir un impact important