Bien dormir, bien apprendre, bien vivre (2012)

• Le sommeil est un processus clé de consolidation de la mémoire et de réorganisation des réseaux neuronaux ; lorsqu’il manque, il entraîne une baisse de productivité et l’effondrement des systèmes de maintien en vie
• Le sommeil libre (free running sleep) consiste à dormir quand la somnolence arrive et à se réveiller naturellement, sans alarme ni médicaments ; il maximise la mémoire, la créativité et la concentration
• Les troubles de phase du sommeil (DSPS/ASPS) résultent d’un décalage des rythmes biologiques et peuvent être corrigés par le sommeil libre, la lumière matinale, l’exercice et l’ajustement de la mélatonine
• L’apprentissage et le sommeil se renforcent mutuellement : un sommeil suffisant améliore la consolidation de la mémoire et la capacité de rappel, tandis que le manque de sommeil réduit fortement l’efficacité de l’apprentissage
• « Couchez-vous quand vous avez sommeil, réveillez-vous sans alarme » est le principe qui améliore à la fois la santé, la créativité et les capacités d’apprentissage : la formule d’une bonne vie

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La relation entre le sommeil, l’apprentissage et la vie

• Le sommeil est une fonction physiologique centrale pour la survie, l’apprentissage et la créativité ; lorsqu’il manque, il entraîne une baisse de productivité et une hausse des coûts sociaux
  • Depuis l’industrialisation, l’éclairage électrique, les alarmes, le travail posté, etc. ont perturbé le sommeil naturel, provoquant une atteinte du potentiel intellectuel
  • Le manque de sommeil est également lié à de grandes catastrophes comme Three Mile Island, Tchernobyl, Exxon Valdez
• Le sommeil est un processus de consolidation de la mémoire et de réorganisation des réseaux neuronaux, au cours duquel les souvenirs à court terme de l’hippocampe sont transférés vers le néocortex
  • Le sommeil NREM contribue au stockage de la mémoire, tandis que le sommeil REM participe à la réorganisation des données et au renforcement des connexions créatives
  • Pendant le sommeil, le cerveau bloque les entrées externes et effectue un recâblage neuronal (neural rewiring)
• Le manque de sommeil peut conduire à l’effondrement des systèmes de maintien en vie
  • Des expériences sur le rat montrent qu’une privation de sommeil de 3 semaines entraîne la mort, et il existe aussi chez l’humain des cas d’insomnie familiale fatale
  • Le sommeil est indispensable au maintien de fonctions de l’organisme comme la régulation de la température, l’immunité, les hormones et la réparation de l’ADN
• Le modèle à deux composantes du sommeil (two-component model) détermine la pression de sommeil
  • Homéostatique (homeostatic) : la fatigue s’accumule proportionnellement au temps passé éveillé
  • Circadien (circadian) : la somnolence fluctue périodiquement selon le rythme quotidien
  • Un sommeil profond est possible lorsque les deux facteurs s’alignent en même temps

La formule d’un bon sommeil et le sommeil libre

• Le sommeil libre (free running sleep) consiste à dormir quand la somnolence arrive et à se réveiller naturellement, sans régulation artificielle comme une alarme, des médicaments ou la caféine
  • L’alarme entraîne une baisse de mémoire, de créativité et de concentration, et est décrite comme une forme d’auto-agression comparable au tabagisme ou à l’abus de substances
  • Le sommeil libre permet d’identifier le rythme circadien naturel de chacun et est efficace pour corriger les troubles de phase du sommeil

• Algorithme du sommeil libre

  • Tenir un journal du sommeil → se coucher uniquement quand la somnolence arrive → interdire les alarmes → éviter le stress → identifier son rythme personnel
  • On reconnaît un sommeil libre correct au fait de s’endormir en moins de 5 minutes et de se réveiller en forme

• Les limites sociales du sommeil libre

  • En raison d’un cycle parfois plus long que 24 heures, il peut se désaligner du temps social
  • La lumière matinale, l’exercice, etc. peuvent aider à stabiliser le rythme
  • En l’absence de contraintes sociales, le sommeil libre serait idéal pour tout le monde
  • Le piège de l’insomnie (insomnia trap) est un cercle vicieux qui commence lorsqu’on essaie de se coucher trop tôt
  • La solution consiste à accepter une légère privation de sommeil pour réinitialiser naturellement la phase de sommeil

Inertie du sommeil et travail posté

• L’inertie du sommeil (sleep inertia) est l’état de torpeur qui survient lorsqu’on interrompt un sommeil profond ou du REM
  • Se réveiller en Stage 4 NREM provoque une forte envie de se rendormir, tandis qu’une interruption du REM entraîne une faiblesse musculaire et l’effacement du souvenir des rêves
  • Un réveil à une mauvaise phase provoque une fatigue persistante
• Le travail posté et le décalage horaire (jetlag) perturbent les rythmes biologiques et entraînent baisse cognitive, troubles métaboliques et hausse du risque de cancer
  • En 2007, le Centre international de recherche sur le cancer a classé le travail posté comme facteur potentiellement cancérogène
  • Un bon système de travail posté devrait être conçu avec des décalages vers l’avant de moins d’une heure par jour

Troubles de phase du sommeil (DSPS/ASPS)

• Le DSPS (syndrome de retard de phase du sommeil) est un état dans lequel l’heure de sommeil se décale chaque jour plus tard ; il est fréquent chez les adolescents et les personnes exerçant des métiers créatifs
  • Causes : horloge biologique de plus de 25 heures, moindre sensibilité aux zeitgebers, éclairage électrique, etc.
  • Solutions : sommeil libre, lumière matinale, exercice, mélatonine le soir, jeûne en soirée
  • L’algorithme de correction du DSPS comprend des horaires réguliers de lever et de coucher, la mise en place d’une zone protégée, de l’exercice et une exposition à la lumière le matin, ainsi qu’une limitation de la caféine et de l’alcool
• L’ASPS (syndrome d’avance de phase du sommeil) correspond au fait d’avoir sommeil tôt le soir et de se réveiller à l’aube
  • Il touche surtout les femmes d’âge mûr et les retraités, avec un risque de déclin cognitif en cas de prise de médicaments
• Les troubles de phase du sommeil résultent d’une combinaison de génétique, habitudes de vie et santé mentale ; le DSPS est présenté comme une maladie de civilisation, et l’ASPS comme un sous-produit d’une vie peu stimulante

Structure idéale du sommeil et sieste

• Le sommeil humain est fondamentalement biphasique (biphasic)
  • Sommeil nocturne + sieste de type siesta constituent la forme la plus efficace
  • La sieste est optimale 7 à 8 heures après le réveil et contribue à améliorer les capacités cognitives, la mémoire et la créativité
• Le sommeil segmenté (segmented sleep) prend la forme de 4 à 5 heures de sommeil + 1 heure d’éveil + 4 à 5 heures de sommeil
  • C’était un schéma courant avant l’électricité, et il peut encore apparaître en hiver ou après une période de stress
• Le sommeil polyphasique (polyphasic sleep) est physiologiquement impossible et entraîne privation de sommeil chronique, baisse cognitive et risque de lésions neurologiques
  • Toutes les expériences de sommeil Uberman ont échoué ; le sommeil libre est la seule alternative saine
  • Le sommeil polyphasique provoque une baisse du REM, une diminution de l’immunité, une atteinte à la créativité et un effondrement des rythmes biologiques

Sommeil du bébé et rôle des parents

• Les réveils fréquents du bébé sont un phénomène physiologique normal, et le dressage forcé au sommeil est nocif
  • La méthode Cry-it-out entraîne du stress et nuit au développement cognitif
  • Le co-sleeping et l’allaitement à la demande aident à former un rythme sain
  • La mélatonine et le tryptophane présents dans le lait maternel contribuent à synchroniser l’horloge biologique du bébé
• Le bébé forme son rythme circadien naturel entre 1 et 3 mois après la naissance
  • Le sommeil est un processus clé pour la croissance neuronale et l’intégration des apprentissages

Facteurs qui influencent le sommeil

• Le stress est le pire ennemi du sommeil ; il provoque une fragmentation du sommeil par l’augmentation du cortisol et de l’ACTH
  • L’exercice, la simplification, l’exposition à la nature et un sommeil suffisant sont efficaces pour réduire le stress
• L’alcool supprime le REM et fragmente le sommeil, tandis que la caféine inhibe la somnolence en bloquant l’adénosine, mais sa consommation l’après-midi est nocive
• Les somnifères et la mélatonine n’ont qu’un effet temporaire, et leur usage prolongé entraîne des effets secondaires
  • Seule une faible dose de mélatonine, inférieure ou égale à 0,3 mg, est recommandée
• L’exercice favorise la sécrétion d’hormone de croissance et le sommeil profond, et la TV ainsi que l’activité sexuelle peuvent aider à s’endormir lorsqu’elles sont utilisées de manière appropriée
• L’alimentation dépend fortement du moment où l’on mange, et le jeûne du soir améliore la capacité de récupération du sommeil et la santé métabolique

Interaction entre apprentissage et sommeil

• L’apprentissage augmente la somnolence homéostatique (homeostatic sleepiness) et favorise donc le sommeil
  • Il n’existe pas de preuve directe que la quantité d’apprentissage augmente la durée du sommeil
  • L’apprentissage pourrait en revanche affecter la qualité du sommeil, notamment par une augmentation de la densité REM
• Le sommeil est indispensable à la consolidation (consolidation) de la mémoire et au rappel (recall)
  • Les données de SuperMemo montrent que plus le temps d’éveil est long, plus le taux de rappel diminue, et qu’une courte sieste permet de le restaurer
  • Le rappel et la consolidation sont tous deux régulés par la pression homéostatique du sommeil et le rythme circadien
• En situation de sommeil libre, l’apprentissage du matin est le plus efficace, et les performances d’apprentissage s’améliorent aussi après une sieste ou pendant la phase ascendante circadienne du soir
• Le manque de sommeil et le réveil par alarme réduisent l’efficacité de l’apprentissage, et le début trop matinal de la journée scolaire endommage gravement les capacités d’apprentissage et la santé des adolescents

Éducation et sommeil

• Les adolescents devraient, du point de vue de leur rythme biologique, se coucher tard et se lever tard, et la rentrée matinale précoce aggrave le DSPS
  • Les élèves en manque de sommeil ressentent en cours une somnolence plus forte que les adultes
  • Le manque de sommeil entraîne une baisse de l’apprentissage, de l’agressivité, de la dépression et une aversion pour l’école
• L’instruction à domicile et des horaires d’apprentissage flexibles permettent une éducation adaptée aux rythmes biologiques
  • 1 à 2 heures par jour d’apprentissage autonome avec un sommeil suffisant sont plus efficaces que de longues heures de cours

Physiologie et modèles du sommeil

• Le modèle à 2 composantes de Borbély explique l’endormissement par deux processus : l’homéostasie et le circadien
  • Un sommeil profond est possible lorsque les deux facteurs sont élevés
  • Pendant le sommeil, l’activité en ondes lentes (SWA) est proportionnelle au temps d’éveil précédent
• La PRC (Phase Response Curve) explique l’effet de la lumière, de l’exercice, de la mélatonine, etc. sur la phase des rythmes biologiques
  • La lumière du matin avance la phase, la lumière du soir la retarde
• La rPRC (courbe de réponse de phase récursive) permet, à partir des données SleepChart, de calculer les déplacements réels de phase du sommeil et peut être utilisée pour corriger le DSPS
  • Retard de sommeil de 4 heures → déplacement de phase d’environ 1,4 heure
  • Un retard excessif peut au contraire entraîner une avance de phase et une baisse de la qualité du sommeil

Conclusion

• Le sommeil est la base de l’apprentissage et de la créativité, et un outil central de l’évolution intellectuelle humaine

  • Réduire artificiellement le sommeil nuit à la santé, à la productivité et à la créativité
  • Le sommeil libre (free running sleep) est la seule manière de maximiser le fonctionnement du cerveau et la qualité de vie
  • « Couchez-vous quand vous avez sommeil, réveillez-vous sans alarme » — telle est la formule d’un bon sommeil, d’un bon apprentissage et d’une bonne vie