Apprendre en dormant

Apprendre en dormant By: Raúl Hernández González - CC BY 2.0

Le sommeil assure plusieurs fonctions indispensables à notre équilibre, en particulier notre activité neuronale.

Par Bénédicte Cart.

Il existe une phase dans notre vie, plus ou moins longue, mais qui demeure essentielle et indispensable, j’ai nommé le sommeil. Si l’homme ne dort pas, il meurt par épuisement. C’est donc un moment important où notre organisme récupère, se repose mais s’active, notamment notre cerveau.

On décompose le sommeil en quatre stades :

  • l’endormissement
  • le sommeil léger
  • le sommeil profond
  • le sommeil paradoxal

Ceux-ci se différencient par une activité musculaire de plus en plus basse et un rythme EEG (électrique, soit la « pulsation » des neurones) de plus en plus lent (c’est-à-dire de grandes et longues ondes). Le sommeil paradoxal est celui du rêve (la corrélation n’est pas avérée mais 80 à 90% des personnes qui se réveillent durant ce stade racontent spontanément un rêve).

Après le sommeil léger qui permet de diminuer le tonus musculaire et la réceptivité sensorielle, on passe à un cycle de sommeil profond ou de sommeil paradoxal. La première moitié de nuit est composée de beaucoup de sommeil profond, de repos. La deuxième moitié comporte beaucoup de sommeil paradoxal. La moitié du temps de sommeil est du sommeil léger et un quart est du sommeil paradoxal.

Les fonctions du sommeil

Le sommeil léger permet de reconstituer les réserves énergétiques et la récupération physiologique de tout notre organisme. Pendant le sommeil profond, les cellules fonctionnent moins, la température corporelle diminue et le cerveau reconstitue son stock de glucose (d’énergie). Le stade du sommeil paradoxal permet le maintien des schémas d’action, c’est-à-dire la fixation du souvenir, tout en favorisant l’accès à la mémoire procédurale. Pendant tout ce temps, notre hippocampe s’active et mémorise. Dormir favorise donc la consolidation de la fixation mnésique.

Quand une nouvelle information parvient à notre cerveau, elle active un réseau neuronal. Et pour que ce réseau se stabilise et puisse être à nouveau activé, il faut le « fixer en mémoire ».

Un réseau est fait de plusieurs neurones qui possèdent un noyau et des ramifications (comme un arbre a un tronc et des branches), et ces ramifications sont elles-mêmes reliées à d’autres ramifications pour former un réseau. Entre les branches, il existe un espace qui permet à l’information de passer d’un neurone à un autre qu’on appelle synapse.

Dormir pour se souvenir

Une étude américaine récente a mis en évidence que pendant le sommeil, ce sont ces branches qui se stabilisent et se développent. Le professeur Guang Yang et ses collègues ont injecté à des souris une protéine fluorescente qui se localise spécifiquement au bout des branches, là où les neurones font synapse. Grâce à la technique ADP (absorption à deux photons), ils ont ensuite observé lors d’une période de sommeil l’activité de ces protéines, leurs déplacements dans la synapse, montrant ainsi que le cerveau était en train de stabiliser un réseau neuronal activé pendant la phase d’éveil.

Cette équipe a appris aux souris un nouveau comportement moteur, puis, lors du sommeil, a observé l’apparition de nouvelles branches et de nouvelles jonctions dans le cortex moteur. Ceci a montré que le comportement appris était en train d’être mémorisé par la souris. Il s’agissait de la phase paradoxale du sommeil, pendant laquelle on pouvait observer un mouvement oculaire rapide et le travail neuronal dans le cortex moteur.

En perturbant ensuite le sommeil de ces souris, l’équipe a montré que c’est bien pendant une phase de sommeil (en vérifiant les caractéristiques des ondes électriques) que nos connexions neuronales se stabilisent et que le processus de mémorisation fonctionne.

Le sommeil notamment chez l’enfant est une phase critique de mémorisation des processus, des schémas d’action, d’information… Lors des phases d’éveil, il découvre, les neurones s’activent, l’enfant apprend. Puis de longues phases de sommeil permettent la récupération énergétique, le repos et la mémorisation en réactivant les mêmes neurones et en créant de nouvelles synapses permettant la mémorisation. Il est donc important de comprendre les mécanismes en jeu pendant cette phase encore méconnue, pour que chacun apprenne à mieux gérer son précieux sommeil.

Alors apprenez à petite dose, il ne faudrait pas en oublier de dormir !


Source : Guang Yang, Cora Sau Wan Lai, Joseph Cichon, Lei Ma, Wei Li, Wen-Biao Gan, « Sleep promotes branch-specific formation of dendritic spines after learning » in Science, 6 juin 2014.

Article initialement publié en Juillet 2014.