Pourquoi dort-on ? Le mystère scientifique du sommeil

Summary

Le sommeil est un phénomène omniprésent chez les êtres humains et les animaux, mais son véritable but reste un mystère. Bien que la fatigue soit un signal indiquant le besoin de dormir, la raison profonde de ce besoin n'est pas entièrement comprise. Les hypothèses abordées dans cette vidéo incluent le métabolisme du cerveau et la consolidation de la mémoire. Les expériences sur les animaux ont révélé des conséquences fatales liées à la privation de sommeil, mais chez les humains, aucun cas de mort directe attribuable au manque de sommeil n'a été documenté. La recherche continue pour dévoiler les secrets du sommeil, mais pour l'instant, il est recommandé d'assurer un sommeil suffisant, au moins 7 heures par jour pour les adultes.

Takeaways

• 💤 Le sommeil représente près d'un tiers de notre vie, mais sa véritable fonction reste inconnue.
• 🧠 La fatigue est un signal de l'organisme indiquant qu'il est temps de dormir, mais elle n'explique pas la raison profonde du sommeil.
• 🧬 Les scientifiques n'ont pas encore déterminé la fonction biologique exacte du sommeil, malgré les nombreuses hypothèses.
• 🥱 L'expérience de Randy Gardner en 1964 a montré que l'homme peut rester éveillé pendant des périodes prolongées sans graves conséquences.
• 🐶 Les études sur les animaux ont montré des conséquences fatales de la privation de sommeil, mais leur interprétation est controversée.
• 🦉 Les animaux migrateurs comme le bruant à couronne blanche peuvent réduire considérablement leur sommeil pendant leur migration sans conséquences.
• 🐬 Les mammifères marins comme les otaries et les dauphins ont des modes de sommeil uniques, avec des mécanismes pour continuer à nager pendant le sommeil.
• 🦈 La durée du sommeil varie considérablement d'une espèce à l'autre et semble liée à la taille et au régime alimentaire de l'animal.
• 🧬 La théorie métabolique du sommeil suggère que le sommeil aurait pour fonction de réduire le métabolisme et de 'nettoyer' le cerveau de radicaux libres.
• 💭 L'hypothèse de la mémoire souligne le rôle du sommeil dans la consolidation des souvenirs, en particulier pendant les phases de sommeil paradoxal (REM).
• 🤔 D'après les études actuelles, il est possible que le sommeil ait plusieurs fonctions, y compris la gestion du métabolisme, la consolidation de la mémoire et le développement de compétences motrices.

Q & A

Pourquoi est-ce qu'on dort selon le transcript ?

Le sommeil est nécessaire pour maintenir notre santé et fonctionnement cognitif, mais la véritable raison profonde de son besoin reste inconnue. Il existe plusieurs hypothèses, notamment la théorie métabolique et la théorie de la mémoire, mais il n'y a pas de consensus scientifique définitif.

Quels sont les impacts de la privation de sommeil sur les humains ?

La privation de sommeil peut entraîner des problèmes d'humeur, de concentration, de mémoire et même des hallucinations occasionnelles chez les humains. Cependant, il n'y a pas de cas documenté de mort directement liée à la privation de sommeil chez les humains.

Quels ont été les résultats des expériences sur les animaux concernant le sommeil ?

Les expériences sur les animaux ont montré des effets mortels après privation de sommeil, notamment chez les chiens et les rats. Cependant, les résultats n'ont pas été reproduisibles avec les mêmes conséquences chez d'autres espèces comme les souris et le pigeon.

Quelle est la théorie métabolique du sommeil ?

La théorie métabolique du sommeil suggère que le sommeil aurait pour fonction de réduire le métabolisme cérébral et d'éliminer les radicaux libres, en permettant un 'lavage de cerveau' pendant lequel le liquide cérébro-spinal circulerait de manière accrue.

Quelle est la théorie de la mémoire en ce qui concerne le sommeil ?

La théorie de la mémoire propose que le sommeil aurait un rôle actif dans la consolidation des souvenirs, en permettant au cerveau de réactiver, ancrer et organiser les informations acquises pendant la phase de sommeil paradoxal.

Quels sont les deux types de mémoires distingués par la théorie du sommeil ?

La mémoire déclarative (ou explicite) et la mémoire procédurale (ou implicite). La première concerne les informations que l'on peut verbaliser, tandis que la seconde se rapporte aux gestes et compétences acquises.

Quelle est la relation entre la taille des mammifères et la durée de sommeil ?

La durée de sommeil est généralement inversement proportionnelle à la taille des mammifères. Les petits rongeurs ont des durées de sommeil plus longues que les grands mammifères comme l'éléphant.

Comment le sommeil est-il étudié chez les animaux ?

Le sommeil chez les animaux est étudié en observant leur comportement et en utilisant des mesures physiologiques telles que l'électroencéphalogramme (EEG) pour détecter les cycles de sommeil.

Quels sont les avantages évolutionnaires du sommeil ?

Le sommeil, malgré le fait qu'il rende l'animal plus vulnérable aux prédateurs et lui prenne du temps qui pourrait être consacré à d'autres activités vitales, a été conservé par l'évolution car il doit remplir une fonction vitale, probablement liée au métabolisme ou à la mémoire.

Quelle est la durée recommandée de sommeil pour les adultes ?

Au moins 7 heures de sommeil par jour est recommandée pour les adultes.

Quelle est la phase de sommeil où les rêves ont lieu ?

Les rêves ont lieu pendant la phase de sommeil paradoxal, également connue sous le nom de sommeil REM (Rapid Eye Movement).

Outlines

00:00

💤 Pourquoi dormons-nous ?

Le paragraphe aborde la question fondamentale de pourquoi nous avons besoin de dormir, soulignant que malgré la prévalence du sommeil dans notre vie, la véritable raison reste inconnue. Il est mentionné que la fatigue est simplement un signal de l'organisme indiquant le besoin de sommeil, mais ne reflète pas la raison profonde de cette nécessité. L'auteur propose d'examiner les hypothèses existantes sur le sujet, sans parvenir à une conclusion définitive, car il n'y a pas de consensus scientifique sur la fonction biologique exacte du sommeil.

05:02

🧠 Les implications du manque de sommeil

Ce paragraphe explore les conséquences du manque de sommeil à travers des études sur les humains et les animaux. Il est mentionné que les humains ont un record de privation de sommeil de 11 jours sans conséquences graves, bien que des problèmes d'humeur et de mémoire aient été observés. Les expériences sur les animaux, notamment les chiens et les rats, ont montré des effets mortels après une privation de sommeil prolongée, suggérant que le sommeil est crucial pour la survie. Cependant, les résultats n'ont pas été reproduits avec les souris ou les pigeons, indiquant que les effets du manque de sommeil varient entre les espèces.

10:04

🦉 Les différents types de sommeil et leur fonction

Le paragraphe discute des différents types de sommeil, y compris le sommeil profond et le sommeil paradoxal (REM), et leur potentielle fonction. Il est suggéré que le sommeil profond pourrait être lié à la mémoire déclarative, tandis que le sommeil paradoxal pourrait être associé à la mémoire procédurale. Les expériences montrent que le sommeil paradoxal est important pour la consolidation des apprentissages moteurs, et que la durée de ce type de sommeil varie considérablement entre les espèces, ce qui pourrait être lié à la maturité des fonctions motrices des animaux au moment de la naissance.

15:05

🧬 Les théories sur la fonction du sommeil

Dans ce paragraphe, l'auteur présente deux théories principales sur la fonction du sommeil: la théorie métabolique et la théorie de la mémoire. La théorie métabolique suggère que le sommeil permet au cerveau de se débarrasser des radicaux libres et d'optimiser son métabolisme, tandis que la théorie de la mémoire propose que le sommeil est crucial pour la consolidation des souvenirs. L'auteur mentionne également d'autres hypothèses, comme le rôle du sommeil sur le système immunitaire, mais conclut que la question reste ouverte et que les chercheurs continuent de leurs recherches pour éclairer ce mystère biologique.

20:06

🌙 Conclusion sur le sommeil

Le paragraphe conclut en soulignant que, bien que de nombreuses hypothèses et études aient proposées pour expliquer la fonction du sommeil, il n'y a pas de consensus scientifique. L'auteur mentionne les contributions de différents chercheurs et les débats qui entourent ces théories, soulignant l'importance de poursuivre les recherches pour comprendre pleinement le sommeil. Il recommande également de respecter les besoins de sommeil pour maintenir une santé optimale.

Keywords

💡Sommeil

Le sommeil est un état naturel récurrent de repos pour le corps et l'esprit, caractérisé par une altération de la conscience et une diminution de la réactivité aux stimuli environnementaux. Dans la vidéo, le sommeil est le sujet central, explorant sa nécessité biologique, ses effets sur la santé et les différentes théories scientifiques qui tentent d'expliquer sa fonction fondamentale. Des exemples incluent l'expérience de privation de sommeil sur les rats et les impacts sur la mémoire et le métabolisme.

💡Fatigue

La fatigue est un signal biologique que l'organisme envoie pour indiquer un besoin de repos ou de sommeil. La vidéo souligne que la fatigue n'est pas la raison profonde du sommeil, mais plutôt un indicateur que le corps a besoin de récupération. Elle est mentionnée comme comparaison pour expliquer que, tout comme la faim signale le besoin de nourriture, la fatigue signale le besoin de sommeil.

💡Métabolisme

Le métabolisme désigne les processus par lesquels le corps convertit la nourriture et les boissons en énergie. Dans la vidéo, il est suggéré que le sommeil pourrait jouer un rôle crucial dans la régulation du métabolisme, notamment en réduisant le taux métabolique pendant le repos pour économiser de l'énergie et permettre la récupération du corps.

💡Privation de sommeil

La privation de sommeil fait référence à la réduction ou à l'absence totale de sommeil. La vidéo explore les conséquences de la privation de sommeil, notamment à travers l'exemple de Randy Gardner et des expériences sur les animaux, soulignant les effets négatifs sur la santé physique et mentale.

💡Sommeil paradoxal

Le sommeil paradoxal est une phase du sommeil caractérisée par des mouvements rapides des yeux et une activité cérébrale intense, souvent associée aux rêves. La vidéo discute du rôle potentiel du sommeil paradoxal dans la consolidation de la mémoire et la manière dont il affecte les processus d'apprentissage.

💡Consolidation de la mémoire

La consolidation de la mémoire est le processus par lequel les souvenirs à court terme sont transformés en souvenirs à long terme. La vidéo propose que le sommeil, en particulier le sommeil profond et paradoxal, joue un rôle crucial dans ce processus, aidant à renforcer et à organiser les souvenirs.

💡Mémoire déclarative

La mémoire déclarative est une partie de la mémoire à long terme qui concerne les faits et les informations que les individus peuvent consciemment évoquer et exprimer. La vidéo suggère que le sommeil profond aide spécifiquement à consolider ce type de mémoire.

💡Mémoire procédurale

La mémoire procédurale se rapporte à l'apprentissage de compétences motrices et de procédures, souvent réalisées sans conscience délibérée. La vidéo indique que le sommeil paradoxal pourrait jouer un rôle clé dans la consolidation de la mémoire procédurale, notamment en lien avec les activités motrices et les apprentissages pratiques.

💡Radicaux libres

Les radicaux libres sont des molécules instables qui peuvent causer des dommages aux cellules. La vidéo mentionne une théorie selon laquelle le sommeil permet de réduire les effets néfastes des radicaux libres dans le cerveau, suggérant que le sommeil a une fonction de détoxification cérébrale.

💡Sommeil uni-hémisphérique

Le sommeil uni-hémisphérique permet à un hémisphère du cerveau de dormir tandis que l'autre reste éveillé. Ce phénomène, abordé dans la vidéo, est observé chez certains animaux marins comme les dauphins, permettant une vigilance continue tout en reposant partiellement le cerveau.

Highlights

Le sommeil représente près d'un tiers de notre existence, mais sa véritable fonction reste inconnue.

La fatigue est un signal de l'organisme indiquant qu'il est temps de dormir, mais elle n'explique pas la véritable raison profonde du sommeil.

Randy Gardner a passé 11 jours sans sommeil en 1964, montrant que les humains peuvent survivre sans sommeil à court terme.

Les chiens forcés de rester éveillés ont tous mort en moins de deux semaines, ce qui suggère un lien entre le sommeil et la survie.

Les expériences de privation de sommeil chez les rats ont montré que le manque de sommeil peut entraîner des lésions organiques et une perte de poids.

Les études sur les animaux révèlent que le sommeil est probablement universel chez les vertébrés, mais ses caractéristiques varient considérablement d'une espèce à l'autre.

La durée du sommeil est liée à la taille de l'animal et au régime alimentaire, ce qui suggère un rôle potentiel du sommeil dans le métabolisme.

Le cerveau consomme 20% de l'énergie de l'organisme, malgré représentant seulement 2% de la masse corporelle.

Les radicaux libres, produits en excès lors des processus de métabolisme, peuvent être neutralisés pendant le sommeil.

Le sommeil pourrait être un mécanisme pour 'lavage de cerveau', permettant de supprimer les radicaux libres.

Les rêves (sommeil paradoxal) correspondent à des phases de forte activité cérébrale, ce qui remet en question la théorie de l'économie d'énergie du sommeil.

Le sommeil pourrait jouer un rôle actif dans la consolidation de la mémoire, plutôt que de simplement offrir une période de repos.

La mémoire à court terme serait encodée pendant l'éveil, tandis que la consolidation en mémoire à long terme serait facilitée pendant le sommeil.

Le sommeil profond pourrait être lié à la mémoire déclarative, tandis que le sommeil paradoxal pourrait concerner la mémoire procédurale.

La durée du sommeil paradoxal varie chez les espèces et pourrait être liée au degré de maturité des nouvelles-nés.

Les dauphins et les orques ne semblent pas dormir pendant les 6 à 8 premières semaines après la naissance.

Il existe plusieurs hypothèses sur la fonction du sommeil, y compris le métabolisme, la mémoire et le système immunitaire, mais aucun consensus n'a été atteint.

Le sommeil est un phénomène biologique universel qui pourrait avoir acquis différentes fonctions au fil de l'évolution.

Il est recommandé d'avoir au moins 7 heures de sommeil par jour pour les adultes.

Transcripts

Pourquoi est-ce qu’on dort ?

Hé, c’est important comme question,

on passe tout de même presque 1/3 de notre existence au lit.

Mais pourquoi ?

Pourquoi est-ce qu’on a BESOIN de dormir ?

Eh bien aussi incroyable que cela paraisse, on n’en sait rien.

Alors oui, vous allez me dire, on a besoin de dormir parce que sinon on est fatigué.

Ok, mais en fait la fatigue, c’est juste un signal que nous envoie notre organisme

pour nous indiquer qu’il est temps de dormir.

Ce n’est pas la vraie raison profonde.

C’est comme si on disait : on mange parce qu’on a faim.

Non, la sensation de faim c’est juste un signal.

La raison profonde pour laquelle on mange,

c’est que notre organisme a besoin de nutriments :

les glucides pour l’énergie, les protéines comme briques élémentaires, etc.

Nous apporter ces nutriments, c’est la fonction biologique de l’alimentation.

Et donc de la même façon, on peut se demander quelle est la fonction biologique du sommeil.

A quoi il sert fondamentalement, qu’est-ce qu’il apporte à notre organisme.

Et on n’en sait rien !

Il existe plusieurs hypothèses assez convaincantes,

et je vais vous les expliquer, mais je vous spoile la fin de la vidéo :

aussi étonnant que ça paraisse,

il n’existe pas de consensus ferme chez les scientifiques sur cette question.

On ne sait pas vraiment pourquoi on dort.

[jingle]

Une manière simple, en apparence, pour essayer de découvrir

la fonction biologique du sommeil,

c’est de regarder ce qu’il se passe si on arrête de dormir.

Les impacts physiologiques de la privation.

Chez l’être humain, on n’a pas grand chose de scientifique sur le sujet.

Le record « officiel » de temps passé sans dormir

aurait été établi par un américain, Randy Gardner, en 1964.

C’est du moins le cas le mieux documenté scientifiquement.

Sous l’œil de médecins, et de chercheurs spécialisés,

Gardner aurait passé 11 jours sans dormir du tout.

Et contrairement à ce qu’on pourrait penser,

il n’en est pas mort, ou n’est pas devenu fou.

Évidemment, à la fin, il avait quelques problèmes d’humeur, de concentration,

de mémoire, et même apparemment quelques hallucinations occasionnelles.

Mais rien de grave, pas de dégâts apparents à son organisme,

et il s’en est remis complètement en quelques jours.

Supposément, son record aurait été battu plusieurs fois par la suite,

il y a plusieurs histoires comme ça, mais pour des raisons de sécurité,

le Guiness des records n’homologue plus les nouvelles tentatives.

Quoiqu’il en soit, chez l’être humain, personne n’est jamais officiellement mort

de la seule « privation de sommeil ».

Chez les animaux, il existe plusieurs études scientifiques un peu moins anecdotiques,

et assez cruelles, on ne va pas se mentir.

Les premières ont eu lieu avec des chiens, à la fin du XIXe siècle.

Le protocole était simple, dès qu’ils semblaient s’endormir,

on les réveillait et on les forçait à marcher.

Eh bien ils sont tous morts en deux semaines,

et les autopsies ont révélé de nombreuses lésions, notamment au cerveau.

Il y a eu par la suite d’autres études du le même genre,

mais toutes ont un problème méthodologique :

comment être sûr que c’est bien le manque de sommeil qui a tué les animaux,

et pas le stress associé au fait de se faire réveiller périodiquement

par des méthodes pas hyper douces ?

Et il a fallu attendre 1983 pour que le biologiste

Allan Rechtschaffen propose un protocole expérimental

permettant de s’affranchir de ce biais.

L’idée était la suivante : On prend deux rats que l’on place dans une cage divisée en deux.

Je vous mets une vue de face et une vue de dessus.

On va appeler ces deux rats respectivement le « sujet », et le « contrôle ».

Vous allez comprendre pourquoi.

On met de l’eau dans le fond de la cage

et on les place en hauteur sur une plateforme qui est en fait un disque.

Ils ont accès à de la nourriture, pas de problème de ce côté là.

Mais le rat « sujet », a en permanence sur le crâne des électrodes

pour lui faire un électro-encéphalogramme.

Et grâce à ça, quand on détecte qu’il va s’endormir,

on fait lentement tourner le disque sur lequel ils se trouvent tous les deux.

Le mouvement du disque va les forcer à se déplacer,

sous peine de tomber dans l’eau, ce qu’il n’aiment pas particulièrement.

Le point clé avec ce dispositif, c’est que la rotation n’est déclenchée

que quand c’est le rat « sujet » qui s’apprête à s’endormir.

Et donc le rat contrôle lui peut arriver à pioncer

de temps en temps quand l’autre est réveillé.

L’idée de ce dispositif, c’est que le sujet ne puisse pas dormir,

mais que les deux rats reçoivent la même quantité de stress,

puisque le mouvement du disque est commun.

On peut donc a priori séparer l’effet du stress de celui de la privation de sommeil.

Avec ce dispositif, les rats « sujets » ont été en moyenne privés

de 90% de leur sommeil habituel,

alors que ça a été seulement 30 à 40% de privation pour les rats « contrôles ».

Alors comment ça s’est fini ?

Eh bien tous les rats « contrôle » ont survécu sans problème,

mais tous les « sujets » sont morts en 10 à 15 jours.

C’est à dire plus vite que si on les avait privés de nourriture.

D’ailleurs ils ont perdu du poids, alors qu’ils mangeaient environ 50% en plus.

L’autopsie a révélé des lésions sur la peau, des œdèmes,

et un certain nombre d’atteintes des organes :

chez certains c’était l’estomac, chez d’autres les poumons,

la trachée, ou encore la vessie.

Mais aucun dommage qui soit commun, identique chez tous les rats.

Le biologiste Allan Rechtschaffen n’a pas été en mesure

de déterminer UNE cause anatomique unique

qui pourrait expliquer la mort des rats privés de sommeil.

On ne comprend pas vraiment pourquoi ils sont morts.

Donc on n’est pas beaucoup plus avancé,

pour essayer de comprendre à quoi sert vraiment le sommeil.

En plus, un des problèmes de l’expérience de Rechtschaffen, outre sa cruauté évidente,

c’est qu’elle n’a pas toujours donné la même chose chez d’autres espèces.

On n’a pas pu reproduire le résultat ni chez la souris, ni chez le pigeon par exemple.

Et à nouveau comme je vous le disais, chez l’être humain,

on n’a aucun cas documenté fiable de « mort par manque de sommeil ».

Derrière ces expériences, il y a l’idée qu’étudier le sommeil chez les animaux

peut nous apprendre quelque chose sur le sommeil pour l’être humain.

Mais est-ce que c’est vraiment le cas ?

D’ailleurs : est-ce que tous les animaux dorment ?

Pour essayer de répondre à cette question, il faut déjà s’entendre

sur ce qu’on appelle « le sommeil ».

Une définition classique, c’est de dire que c’est un état d’immobilité,

accompagné d’une perte de conscience, d’une réponse réduite aux stimulations externes.

Mais c’est un état qui est rapidement réversible.

L’idée c’est de distinguer le sommeil d’autres états physiologiques

comme le coma ou l’hibernation, qui eux

ne sont pas rapidement réversibles, ça prend du temps d’en sortir.

Pour essayer de cerner un peu quelles sont les espèces qui dorment,

regardons déjà parmi les vertébrés.

Chez les mammifères, a priori, oui, tout le monde dort.

Parmi les plus de 6000 espèces que compte cette classe,

on n’a jamais trouvé de contre-exemple.

Même si les études scientifiques les plus poussées

n’ont été faites que pour quelques dizaines d’espèces, la plupart domestiquées.

Chez les oiseaux, il semblerait aussi que ce soit le cas,

même si on a plus de mal à l’étudier, notamment dans le cas des oiseaux migrateurs.

Et avec eux, il peut y avoir des particularités.

Une des espèces qui a été étudiée c’est le bruant à couronne blanche,

un oiseau migrateur d’Amérique du Nord qui se balade

suivant la saison, entre l’Alaska et le Mexique.

Et visiblement, il est capable de réduire sa durée de sommeil

de 85% en période de migration, sans avoir besoin de récupérer ensuite.

Chez la frégate du pacifique, c’est encore plus étonnant.

En 2016, des chercheurs ont réussi à poser

des électro-encéphalogrammes miniatures à une quinzaine de ces oiseaux,

et ont montré qu’elles pouvaient voler 10 jours en continu sans se poser.

Elles arrivaient à grappiller environ 40 minutes de sommeil chaque nuit,

tout en restant en l’air en profitant de courants ascendants.

Chez les reptiles et les amphibiens, il semblerait qu’il y ait un état

qu’on puisse considérer comme du sommeil, même si chez certaines espèces,

on a du mal à le démontrer avec certitude.

Il existe parfois des études qui se contredisent l’une l’autre.

Chez les poissons, il existe aussi manifestement un état

qu’on peut considérer comme étant comparable au sommeil,

même s’il est difficile de prouver qu’il a bien les mêmes caractéristiques

que pour les mammifères par exemple.

D’ailleurs un cas particulièrement intéressant, est celui des mammifères marins.

Quand elle se trouve sur terre, l’otarie aurait un sommeil

comparable à celui des autres mammifères.

Mais dans l’eau, elle semble capable de faire dormir

les deux moitiés de son cerveau indépendamment, une par une.

C’est ce qu’on appelle techniquement le sommeil uni-hémisphérique.

On retrouve la même chose chez le dauphin.

Quand il dort, il ne met en sommeil que la moitié de son cerveau.

Il fait ça en continuant à nager et change de moitié toutes les deux heures environ.

Autre spécificité qu’on retrouve chez les dauphins et les orques :

pendant les 6 à 8 semaines qui suivent la naissance,

ni la mère ni le nouveau-né ne dorment. Du tout. Pendant 2 mois.

Et ensuite ils se remettent à dormir, mais sans avoir besoin de rattraper,

il n’y a pas de dette de sommeil. Incroyable, non ?

Voilà, ça c’était pour les vertébrés.

En ce qui concerne les autres espèces, ça devient vraiment difficile de savoir.

Chez les insectes, on retrouve parfois un état qui s’apparente à du sommeil,

mais visiblement pas systématiquement.

En conclusion, le sommeil est quelque chose de très répandu,

probablement universel au moins chez les vertébrés.

Mais on voit que ses caractéristiques

peuvent être très différentes d’une espèce à l’autre,

même pour des espèces qui semblent proches dans l’arbre du vivant.

Tout ça suggère que le sommeil remplit certainement une fonction vraiment vitale.

Il faut voir que quand un animal dort, il est plus vulnérable aux prédateurs.

Et en plus c’est du temps qu’il ne passe pas

à faire des choses comme se nourrir, ou se reproduire.

Donc si le sommeil a été conservé par l’évolution malgré ses inconvénients,

c’est qu’il doit être sacrément utile.

Par contre le fait que les caractéristiques du sommeil soient

si variable d’une espèce à l’autre peut laisser penser

qu’il a pu apparaitre initialement

pour une certaine fonction, mais en acquérir d’autres avec le temps.

Une caractéristique intéressante à comparer chez les différentes espèces,

c’est la durée du sommeil, car elle varie

de seulement quelques heures, à presque toute la journée.

Et chez les mammifères, elle semble très liée à la taille de l’animal.

Sur ce graphique, vous voyez différents mammifères

avec leur masse corporelle et leur temps de sommeil moyen.

Pour la masse, c’est en échelle logarithmique.

Et vous voyez qu’on va de 3h environ pour l’éléphant,

jusqu’à plus de 12h pour des petits rongeurs.

Et ça dépend aussi du régime alimentaire, sur ce graphique vous n’avez que des herbivores.

Mais pour certains carnivores on a des temps de sommeil encore plus élevés,

jusqu’à 20h pour certaines espèces de chauves-souris.

Le fait que la durée de sommeil dépende à la fois du régime alimentaire

et de la masse corporelle suggère fortement

que le sommeil puisse avoir un rôle dans le métabolisme.

On sait que les petits animaux ont un taux métabolique plus élevé.

Le taux métabolique c’est la quantité d’énergie consommée chaque jour,

divisée par la masse de l’animal.

Et les petits animaux consomment plus d’énergie par kilo,

ce qui semble lié à leur temps de sommeil.

Une première hypothèse simple sur le rôle métabolique du sommeil,

c’est de dire qu’il sert simplement à économiser de l’énergie.

C’est d’ailleurs le sens intuitif de « se reposer ».

Et pourtant cette explication n’est pas totalement satisfaisante.

En effet pour accomplir cet objectif, économiser de l’énergie,

on pourrait se contenter d’un état calme, mais dans lequel on reste éveillé.

Quand vous êtes avachis dans votre canapé,

vous ne consommez pas plus d’énergie qu’en dormant.

Donc si c’était simplement une question d’économie d’énergie, pourquoi dormir ?

Pourquoi se mettre dans un état où on perd conscience ?

Ce qui est quand même assez dangereux, notamment vis-à-vis des prédateurs.

Le fait que l’on perde conscience quand on dort laisse penser

que le sommeil a quelque chose à voir spécifiquement avec le cerveau,

pas juste de l’économie d’énergie en général.

Or justement le métabolisme dans le cerveau, c’est quelque chose d’assez particulier.

Déjà il faut savoir que si votre cerveau ne représente

que 2% de votre masse corporelle, il consomme 20% de votre énergie.

Son taux métabolique est donc 10 fois supérieur à la moyenne de votre corps.

Une sacré machine !

Or le problème du métabolisme en général,

c’est qu’il a comme des effets secondaires indésirables.

Un des plus notable, c’est la production de ce qu’on appelle des radicaux libres.

Il s’agit d’espèces chimiques qui sont produites lors des processus de respiration,

ou certains mécanismes immunitaires, et qui contiennent un atome d’oxygène très réactif,

et donc susceptible d’aller abîmer d’autres molécules,

comme les protéines, l’ADN ou encore les lipides de la membrane cellulaire.

Ces radicaux libres sont donc un peu comme des déchets toxiques,

qui sont heureusement neutralisés par des molécules qu’on appelle les anti-oxydants,

c’est le cas de certaines vitamines qu’on trouve entre autres dans les fruits et légumes.

En plus de cela, notre organisme possède

des mécanismes de défense spécifiques contre les radicaux libre.

D’une part il fabrique des enzymes antioxydantes,

et d’autre part il y a un traitement assez radical :

si une cellule devient trop endommagée,

elle est tout simplement détruite et remplacée.

Sauf que ça, c’est compliqué dans le cerveau.

Comme vous le savez sans doute,

la plupart des cellules cérébrales ne peuvent pas se diviser,

et donc sauf exception, vos neurones ne peuvent pas être renouvelés.

En résumé avec le cerveau, on a un organe

qui a un métabolisme 10 fois plus élevé que la normale,

et dans lequel on ne peut pas se permettre de perdre des cellules

du fait des dégâts causés par les radicaux libre.

Et le sommeil, ce serait tout simplement la réponse à cela.

Une période d’activité cérébrale fortement réduite,

avec un métabolisme plus bas, et qui permette

de façon efficace la suppression des radicaux libres.

Une étude de 2019 a même mis en évidence que pendant le sommeil,

le liquide cérébro-spinal circulerait de façon accrue,

ce qui semble aller dans le sens de cette idée.

Le sommeil serait du « lavage de cerveau », au sens strict.

Voici en gros ce qui constitue la théorie métabolique du sommeil,

qui expliquerait donc la nécessité de mettre notre cerveau en veilleuse

chaque jour, ou chaque nuit.

Alors ça semble assez convaincant, mais il y a un truc qui ne colle pas très bien.

On sait très bien que le sommeil, ça n’est pas juste éteindre notre cerveau.

Au milieu de notre sommeil il peut y avoir des phases pas du tout reposantes,

où notre cerveau fonctionne à fond :

les rêves, ce qu’on appelle le sommeil paradoxal.

Qu’est-ce qu’il fait là, lui ?

[jingle]

Pour comprendre et analyser les différentes phases du sommeil,

on utilise généralement un électroencéphalogramme, un EEG,

qui permet de constater que le sommeil se déroule en cycles.

Au cours d’un cycle, on passe progressivement de l’éveil à une phase de sommeil léger

puis profond, et on termine par une phase très étonnante,

dont le tracé en EEG est très différent de celui du sommeil profond :

c’est le sommeil paradoxal.

Les cycles de sommeil durent environ 1h30 chez l’être humain,

et vous remarquez que leur composition varie au cours de la nuit :

il y a de moins en moins de sommeil profond et de plus en plus de sommeil paradoxal.

C’est cela probablement qui est à l’origine de l’adage de grand-mère

qui dit que les heures de sommeil avant minuit sont les plus reposantes,

et en contrepartie, qu’on rêve surtout en fin de nuit, juste avant de se réveiller.

Outre les rêves, on sait que cette phase de sommeil paradoxal s’accompagne

d’une très forte activité cérébrale, notamment dans les aires motrices,

celles qui sont normalement responsables de nos mouvements.

Mais ce qui est pratique, c’est qu’il y a en même temps

la suppression de certains neurotransmetteurs, pour éviter que l’on bouge vraiment :

notre cerveau croit qu’on bouge, mais physiquement on ne bouge pas.

Notez qu’il y a une exception à ça, ce sont les yeux,

les mouvements oculaires sont maintenus pendant le sommeil paradoxal,

et c’est d’ailleurs ce qui donne son nom à cette phase en anglais :

REM pour Rapid Eye Movement.

Pendant cette phase de sommeil paradoxal, notre cerveau fonctionne

presque comme s’il était réveillé, et consomme autant d’énergie,

ce qui semble invalider, au moins partiellement,

la théorie métabolique de suppression des radicaux libres.

Une autre fonction qui a donc été suggérée

et qui pourrait expliquer de façon générale le rôle du sommeil,

c’est son impact sur la mémoire.

Je pense que vous savez tous que le manque de sommeil a un impact

sur vos capacités cognitives en général,

et en particulier sur vos facultés à apprendre et à mémoriser.

Il existe un certain nombre d’études à ce sujet,

dont certaines qui montrent par exemple

qu’on oublie moins quand on apprend juste avant une période de sommeil.

Donc révisez plutôt le soir.

Une hypothèse initiale qui avait été envisagée dans cette veine,

c’est de dire que pour bien mémoriser, notre cerveau a besoin

d’avoir régulièrement une période dénuée de stimulus externe,

et donc sans aucune information nouvelle à enregistrer.

Comme un disque dur qui aurait besoin de refroidir.

A l’appui de cette hypothèse, des études ont montré

que des rats avaient un excès de sommeil paradoxal

après avoir appris à s’orienter dans un labyrinthe.

L’effet pouvait durer plusieurs jours, et augmenter avec la complexité du labyrinthe.

Tout ça est intéressant, mais on ne comprend pas très bien pourquoi

spécifiquement du sommeil paradoxal.

Si l’idée est que le sommeil permet d’offrir simplement au cerveau

une période sans information à mémoriser,

du sommeil profond ferait tout aussi bien l’affaire.

Tout cela a conduit à une hypothèse plus subtile :

le sommeil aurait un rôle actif sur la mémoire.

Ce ne serait pas une période de repos de la mémoire,

mais plutôt de consolidation de celle-ci.

Pour le comprendre, on peut regarder

un des modèles les plus simples du fonctionnement de notre mémoire.

Dans ce modèle, la mémorisation fait intervenir

une mémoire à court terme et une mémoire à long terme,

reliées par deux processus : l’encodage et la consolidation.

Lors de l’exposition à des stimulus, l’encodage permet le stockage rapide

dans la mémoire à court terme, une mémoire immédiate.

Puis un second processus, dit de consolidation ou de stockage

assure son transfert dans une mémoire à long-terme.

Ces deux mémoires pouvant se situer dans des zones du cerveau différentes,

typiquement l’hippocampe et le néocortex.

L’hypothèse du rôle actif du sommeil sur la mémoire propose

que ces deux processus utilisent les mêmes neurones, mais pas de la même façon

et donc que l’encodage soit prioritaire lors des phases d’éveil,

tandis que la consolidation serait facilitée lors des phases de sommeil.

Cela peut se produire via différents mécanismes.

D’une part, lors du sommeil, il serait possible pour le cerveau

de supprimer les connexions inutiles,

c’est-à-dire en gros d’oublier tout ce qui ne mérite pas d’être retenu.

Mais en plus de cela, le cerveau aurait la capacité à réactiver les souvenirs encodés,

comme s’il les rejouait, de manière à les ancrer, les consolider,

et éventuellement modifier leur organisation et leur stockage.

Pour reprendre l’analogie du disque dur,

le sommeil ce serait cette phase où aucune information nouvelle n’est inscrite,

et le disque en profite pour vider la corbeille, compresser certaines informations,

déplacer des fichiers pour les réorganiser, faire un back-up, etc.

Cette thèse est assez séduisante, et semble étayée par des visualisations

en IRM ou en PET qui montrent qu’effectivement

au cours des phases de sommeil, des zones de mémoire se réactivent

et correspondent à celles activées au cours des apprentissages qui ont précédé.

Alors très bien, mais il reste tout de même une question :

pourquoi il y aurait à la fois du sommeil paradoxal et du sommeil profond ?

Eh bien il est possible que ces deux phases de sommeil jouent un rôle

sur deux types de mémoire différents.

Pour le sommeil profond ce serait plutôt la mémoire déclarative, ou explicite,

celle qui vous permet de mémoriser et restituer des mots,

des phrases, des informations en général.

Et pour le sommeil paradoxal, il s’agirait plutôt

de consolider la mémoire procédurale, ou implicite,

c’est-à-dire celle qui permet la mémorisation de certains gestes

comme de conduire un voiture, jouer au tennis ou faire du piano.

Cette distinction collerait assez bien avec l’idée

que le sommeil paradoxal correspond à une réactivation

et une consolidation des apprentissages moteurs.

Ce qui expliquerait que quand on rêve, on se voit faire des gestes

et que les zones motrices correspondantes soient activées.

Cette idée colle aussi d’ailleurs plutôt bien avec la répartition

assez étonnante du sommeil paradoxal chez les différentes espèces.

Chez l’humain, sa proportion est très élevée chez le bébé, puis décroit avec l’âge.

A côté de ça, le dauphin n’en a tout simplement pas,

zéro sommeil paradoxal, semble-t-il.

Tandis que le recordman serait l’ornithorynque,

avec pas loin de 8 heures de sommeil paradoxal chaque jour.

Et il aurait même la capacité de pratiquer les deux formes de sommeil en même temps

dans des zones différentes de son cerveau.

Or ces différentes durées de sommeil paradoxal semblent en cohérence

avec le degré de maturité des nouveaux-nés de ces espèces.

Les humains et les ornithorynques naissent en étant dépourvus

de tout un tas de fonctions motrices qui seront nécessaires à leur survie.

Tandis que les dauphins naissent en sachant déjà parfaitement nager,

et n’ont plus rien à apprendre de ce côté-là.

Cette thèse du rêve comme consolidation des apprentissages moteurs

rejoint assez bien une proposition plus ancienne

du chercheur Michel Jouvet, le neurobiologiste français

qui dans lesannées 50 avait découvert le sommeil paradoxal.

Pour lui, le rêve était une sorte de simulateur de vie,

un jeu en réalité virtuelle que se construit notre cerveau pour s’entrainer

en toute sécurité à apprendre à réagir aux différentes situations de la vraie vie.

En conclusion de tout ce qu’on a raconté aujourd’hui,

vous voyez que deux grandes hypothèses s’affrontent

quant à la fonction biologique qui expliquerait la nécessité du sommeil.

Et il en existe aussi d’autres, comme l’hypothèse qui postule

un rôle du sommeil sur notre système immunitaire.

Mais retenez bien qu’à l’heure actuelle,

il n’y a pas de consensus scientifique sur la question,

et les partisans des deux camps débattent vivement

à coup de publications scientifiques.

Pour préparer cet épisode, je me suis donc basé sur de nombreux articles

écrits par des gens pas toujours d’accord entre eux.

A titre d’illustration, je me suis beaucoup inspiré des articles de Jerome Siegel,

un chercheur de UCLA qui est un des plus réputés dans le domaine,

et qui semble plutôt partisan de la théorie métabolique.

Eh bien pas plus tard qu’il y a quelques semaines,

il a écrit un article pour attaquer la théorie de la mémoire,

en disant que la consolidation marche aussi bien que l’on dorme ou pas,

et que ça ne peut donc pas expliquer la fonction biologique du sommeil.

Il faut donc rester prudent et ne pas conclure trop vite

dans un sens ou dans l’autre, d’autant qu’il est possible

que tous ces chercheurs aient raison… simultanément.

On peut imaginer que le sommeil soit apparu il y a environ 600 millions d’années,

chez un ancêtre commun des insectes et des vertébrés,

par exemple pour des raisons de métabolisme, ce qui pourrait expliquer

qu’on le retrouve de façon presque universelle chez toutes ces espèces

et peut-être a-t-il ensuite acquis d’autres fonctions,

liées à la consolidation de la mémoire, par exemple

qui expliqueraient l’existence du sommeil paradoxal.

Dans tous les cas la recherche continue sur ce grand mystère de la biologie,

et en attendant de savoir, n’oubliez pas de dormir suffisamment,

au moins 7 heures par jour pour les adultes, c’est important.

Voilà merci d’avoir suivi la vidéo.

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et de partager à vos amis qui ne dorment pas assez.

Si vous voulez des précisions et des compléments,

il y a comme toujours un billet de blog qui accompagne la vidéo,

le lien est en description.

Et nous on se retrouve très vite pour de nouvelles vidéos, à bientôt !

– Sous-titrage : Le Crayon d'oreille -