Notre cerveau se « nettoie » pendant notre sommeil

par Jeff · juin 29, 2016

Pourquoi le sommeil a-t-il un tel pouvoir réparateur ? Dans cette vidéo TEDx, Jeff Iliff nous propose une plongée dans les mystères du cerveau et de son fonctionnement lorsque nous sommes au fond de notre lit. Grâce aux avancées des neurosciences, nous pouvons désormais constater qu’il se « nettoie » littéralement lorsque nous dormons.

Retranscription (via)

Dormir. Nous passons à peu près le tiers de notre vie à le faire. Mais comprenons-nous vraiment de quoi il s’agit ?

Il y a 2000 ans, Claude Galien un des plus éminents chercheurs en médecine de l’Antiquité, a affirmé que lorsqu’on est éveillé, la force motrice de notre cerveau se disperse partout dans notre corps pour l’animer, ce qui dessèche notre cerveau. Il pensait que lorsqu’on dort, toute cette hydratation qui imprègne notre corps afflue à notre cerveau, l’hydrate et rafraîchit notre esprit.Aujourd’hui, cette idée paraît ridicule, mais Galien essayait juste d’expliquer un phénomène lié au sommeil qui s’opère tous les jours chez tous les êtres humains. Par nos expériences, nous savons tous que le sommeil éclaircit les idées, et que le manque de sommeil les trouble. Nous comprenons dorénavant beaucoup mieux le sommeil qu’à l’époque de Galien, mais nous n’avons toujours pas compris pourquoi le sommeil, de toutes nos activités, a une telle fonction réparatrice pour l’esprit.

Aujourd’hui, je veux vous présenter quelques études récentes pour éclairer cette question. pour éclairer cette question. On a découvert que le sommeil est une solution élégante qui a pour objectifde combler certains besoins fondamentaux de notre cerveau, et d’assurer à celui-ci son efficacité,un moyen unique pour combler ses besoins et les faibles marges qui le distinguent de tous les autres organes.

On peut presque toujours concevoir la biologie comme une série de problèmes, et de solutions pour les résoudre. Le premier problème que chaque organe doit résoudre est l’apport continuel de nutriments pour nourrir ses cellules. C’est critique particulièment dans le cerveau, car son intense activité électrique utilise 1/4 de l’énergie corporelle, bien que le cerveau ne forme que 2 % de la masse corporelle. L’appareil circulatoire résout le problème d’apport des nutriments, grâce aux vaisseaux sanguins qui apportent les nutriments et l’oxygène à tous nos organes.

Vous pouvez observer ce phénomène dans cette vidéo Ici, on voit le système sanguin dans le cerveau d’une souris vivante. Ce réseau complexe de veines occupe la totalité du cerveau : elles partent de la surface du cerveau puis plongent dans le tissu et se déploient pour apporter des nutriments et de l’oxygène à toutes les cellules du cerveau.

Et puisque chaque cellule a besoin de nutriments pour fonctionner, chaque cellule produit aussi des déchets, et l’élimination de ces déchets représente le deuxième problème fondamental que chaque organe doit résoudre. Ce diagramme représente le système lymphatique, qui a évolué pour répondre à ce besoin. C’est un réseau de vaisseaux parallèles qui s’étend partout dans notre corps. Il prélève protéines et autres déchets logés entre les cellules, il les rassemble, puis les décharge dans le sang pour les éliminer.

Mais si vous observez ce diagramme vous remarquerez une chose un peu déroutante. Si on fait un gros plan sur la tête, une des choses qu’on constate, c’est qu’il n’y a pas de vaisseaux lymphatiques dans le cerveau. Bizarre, non ? Le cerveau est un organe extrêmement actif qui produit beaucoup de déchets qu’il convient d’éliminer efficacement. Pourtant, il ne contient pas de vaisseaux lymphatiques, ce qui veut dire que le cerveau ne peut pas se débarrasser des déchetsde la même façon que le reste du corps.

Alors, comment le cerveau réussit-il à évacuer ses déchets ? C’est pour répondre à cette question un peu prosaïque que notre groupe est entré en scène. En plongeant dans les mystères du cerveau, des neurones et des vaisseaux sanguins, nous avons découvert que la solution du cerveau au problème de l’élimination des déchets. était tout à fait inattendue. C’était une solution à la fois ingénieuse et magnifique. Laissez-moi vous présenter notre découverte.

Le cerveau baigne dans un liquide transparent, le liquide cérébro-spinal ou LCS. Le LCS remplit l’espace autour du cerveau et les déchets produits se fraient un chemin jusqu’au LCS, qui se déverse enfin dans le sang. Ainsi, ça rappelle le système lymphatique, n’est-ce pas ? Mais ce qui est intéressant, c’est que le liquide et les déchets du cerveau ne trouvent pas le LCS à l’aveuglette.C’est plutôt un réseau particulier de tuyauterie qui organise ce processus.

C’est ce qu’on peut voir dans ces vidéos. Ici, on visualise à nouveau le cerveau d’une souris vivante. Le cadre de gauche montre ce qui se passe à la surface du cerveau et le cadre de droite montre ce qui se passe en profondeur, à l’intérieur même des tissus. Les vaisseaux sanguins sont en rouge, et le LCF qui entoure le cerveau est en vert. Ce qui nous a étonné, c’est que le fluide en dehors du cerveau, ne restait pas à l’extérieur. Au contraire, le LCF est réintroduit à l’intérieur et à travers le cerveau le long de l’extérieur des vaisseaux, et lorsqu’il retourne dans le cerveau le long de l’extérieur des vaisseaux, il aide en réalité à faire disparaître et nettoyer les déchets qui se trouvent entre les cellules cérébrales. Si on y réfléchit, utiliser l’extérieur de ces vaisseaux est une solution très intelligente, puisque le cerveau est enfermé dans un crâne rigide et qu’il est rempli de cellules. Il n’y a donc pas d’espace supplémentaire à l’intérieur pour une deuxième série de vaisseaux telle que le système lymphatique. Pourtant, les vaisseaux sanguins, s’étendent de la surface du cerveau pour atteindre chaque cellule du cerveau. Ce qui signifie que le LCF qui longe toutes les parois des vaisseaux peut avoir facilement accès à la surface totale du cerveau. C’est un moyen vraiment intelligent d’exploiter une série de vaisseaux, les vaisseaux sanguins, pour remplacer et assumer le rôle d’une deuxième série de vaisseaux, les vaisseaux lymphatiques et faire en sorte de ne pas en avoir besoin. Ce qui est génial, c’est que c’est le seul organe qui utilise cette méthode pour nettoyer les déchets entre les cellules. C’est une solution propre au cerveau.

Mais la plus étonnante de nos découvertes est que tout ça, tout ce dont je vous ai parlé, avec tout ce fluide qui déferle à travers le cerveau ne se passe qu’en état de sommeil. Ici, la vidéo à gauche montre combien le LCF bouge à travers le cerveau d’une souris vivante lorsqu’elle est réveillée.C’est insignifiant. Alors que dans le même animal, si on attend un peu qu’il se soit endormi, on voit que le LCF se précipite à travers le cerveau, et on a découvert en même temps alors que le cerveau s’endort, les cellules cérébrales elles mêmes semblent se rétrécir laissant de l’espace entre elles, permettant au fluide de les traverser et permettant d’évacuer les déchets.

Il semble donc que Galien a pu être, disons, sur la bonne piste, en écrivant sur un fluide propulsé à travers le cerveau lorsque le sommeil arrive. Notre recherche, 2000 ans plus tard, suggère que ce qu’il se passe quand le cerveau est éveillé et plus occupé que jamais, il reporte à plus tardl’évacuation des déchets présents entre les cellules, et lorsqu’il s’endort, et n’a pas besoin d’être aussi actif, il passe dans une sorte de mode nettoyage pour éliminer les déchets de l’espace intercellulaire, les déchets accumulés tout au long de la journée. C’est donc à peu près comme vous ou moi, on repousse les tâches ménagères durant la semaine lorsqu’on n’a pas le temps, et ensuite on rattrape tout le ménage qu’on doit faire lorsque le week-end arrive.

J’ai beaucoup parlé jusqu’ici du nettoyage des déchets, mais je n’ai pas été précis sur le type de déchets que le cerveau a besoin d’éliminer durant le sommeil afin de rester en bonne santé. Les déchets que ces études récentes ont ciblé sont les amiloyd-beta, c’est une protéine produite continuellement dans le cerveau. Mon cerveau en fabrique actuellement, et le vôtre aussi. Mais chez le patient atteint d’Alzheimer, les bêta-amyloïdes forment des agrégats entre les cellules du cerveau, au lieu d’être éliminés comme ils devraient. Ce sont ces agrégats de bêta-amyloïdes qui semblent être une étape clé dans le développement de cette maladie. On a donc mesuré la vitesse d’élimination des bêta-amyloïdes du cerveau lorsqu’il est réveillé et lorsqu’il est endormi, et on a trouvé qu’en effet, l’élimination des bêta-amyloïdes est bien plus importante lorsqu’il dort.

Donc si le sommeil, fait partie de la solution cérébrale au problème de nettoyage des déchets, on devrait changer dramatiquement notre façon de penser sur la relation entre le sommeil, les bêta-amyloïdes et la maladie d’Alzheimer. Une série de récentes études cliniques montre que parmi les patients non atteints de maladie d’Alzheimer, la détérioration de la qualité et de la quantité de sommeil sont associées à un plus grand nombre de bêta-amyloïdes accumulées dans le cerveau,et bien qu’il soit important de préciser que ces études ne prouvent pas que le manque ou le mauvais sommeil causent la maladie d’Alzheimer, elles montrent que l’échec du cerveau à garder sa maison propre en éliminant les déchets tels que les bêta-amyloïdes peut contribuer au développement des conditions responsables d’Alzheimer.

Donc ce que montre cette nouvelle étude, c’est que ce que chacun d’entre vous savait déjà sur le sommeil, que même Galien avait compris, c’est qu’il rafraîchit et nettoie l’esprit, pourrait être une part importante de la raison même du sommeil. Vous voyez, vous et moi dormons chaque nuit,mais nos cerveaux ne se reposent jamais. Pendant que notre corps et notre esprit se reposent quelque part dans les rêves, l’élégant mécanisme du cerveau est en train de travailler dur et discrètement pour nettoyer et maintenir cette machine incroyablement complexe. Comme pour le ménage, c’est un travail sale et ingrat, mais c’est aussi important. A la maison, si vous arrêtez de nettoyer la cuisine pendant un mois, votre maison devient totalement invivable très rapidement.Mais dans le cerveau, les conséquences d’un retard peuvent être bien plus graves que la gêne de plans de travail sales, parce que quand il s’agit du nettoyage du cerveau, c’est la santé et le fonctionnement de l’esprit et du corps qui sont en jeu, c’est pourquoi aujourd’hui, comprendre les fonctions d’entretien élémentaires du cerveau peut être primordial pour la prévention et le traitement des maladies de l’esprit demain.