Comment pouvons-nous passer outre la somnolence? Région du cerveau identifiée
Un article publié cette semaine dans la revue Neuron pairs dans une région du cerveau impliqué dans l'état de veille. Les résultats pourraient aider à concevoir des traitements pour des conditions telles que l'insomnie et les troubles du sommeil liés à la dépression.
La plupart d'entre nous, à un certain moment de notre vie, se battra avec notre état d'éveil. Que nous nous sentions trop endormis quand nous avons besoin d'être éveillés ou que nous nous sentions trop éveillés quand nous sommes désespérés de dormir, la lutte est réelle.
Selon les Centers for Disease Control and Prevention (CDC), les troubles du sommeil et de l'éveil affectent environ 50 à 70 millions d'adultes aux États-Unis.
Bien qu'il y ait eu de grands progrès dans le domaine de la science du sommeil, la zone du cerveau responsable de l'éveil est restée insaisissable.
Une équipe de recherche a récemment entrepris de comprendre comment le cerveau humain gère l'éveil en cas de besoin. Par exemple, un délai pressant ou un bébé qui pleure au milieu de la nuit sont les deux événements qui nous permettent de passer outre notre désir de dormir.
Les scientifiques ont voulu découvrir comment nous réussissons à inverser la fatigue face aux stimuli dits «saillants».
L'équipe était dirigée par Viviana Gradinaru, professeure adjointe de biologie et de génie biologique et directrice du Centre de neurosciences moléculaires et cellulaires de l'Institut de neurosciences Tianqiao et Chrissy Chen du California Institute of Technology de Pasadena.
Le noyau du raphé dorsal et l'éveil
L'équipe a concentré son énergie sur une partie particulière du cerveau. "Nous avons décidé d'examiner une région du cerveau appelée le noyau du raphé dorsal, où il y a un groupe de neurones de la dopamine sous-étudié appelé neurones du noyau du raphé dorsal, ou neurones DRNDA", explique le professeur Gradinaru.
Ils ont choisi cette région particulière parce que des études antérieures ont montré une association entre l'activité dans le noyau du raphé dorsal et les cycles du sommeil. Cette relation est connue depuis des décennies, mais récemment, un rôle plus spécifique dans l'éveil a été théorisé.
De plus, comme l'explique le professeur Gradinaru, «il a été démontré que les personnes qui ont des lésions dans cette partie du cerveau éprouvent une somnolence diurne excessive, mais on ne comprend pas bien le rôle exact de ces neurones dans le cycle sommeil / ils réagissent aux stimuli internes ou externes pour influencer l'excitation. "
Un modèle de souris a été utilisé dans une série d'expériences pour étudier le rôle des neurones dopaminergiques dans le noyau du raphé dorsal. Tout d'abord, ils ont mesuré l'activité DRNDA lorsque des animaux ont été présentés avec des stimuli saillants, tels que l'introduction d'un partenaire potentiel, de la nourriture, ou une sensation soudaine désagréable. Lors de ces rencontres, les neurones étaient actifs.
Ils ont ensuite mesuré les taux d'allumage DRNDA pendant le cycle veille / sommeil. Selon Ryan Cho, premier auteur de l'étude, ils ont vu que «les neurones sont moins actifs quand l'animal dort et augmente d'activité au fur et à mesure que l'animal se réveille».
La prochaine étape consistait à découvrir s'il s'agissait simplement d'une corrélation ou si l'activité elle-même provoquait des changements dans les états de veille / sommeil.
Prouver la causalité avec l'optogénétique
Dans la phase finale, ils ont utilisé l'optogénétique, qui est une technique qui permet aux scientifiques d'activer et de désactiver des neurones spécifiques à l'aide d'impulsions lumineuses. Lorsque l'équipe a stimulé les neurones DRNDA à un moment où l'animal dormait normalement, la souris s'est réveillée et est restée éveillée.
Inversement, si l'équipe réduisait chimiquement les neurones DRNDA, l'animal était plus enclin à dormir, même si on lui présentait le type de stimuli saillants qui normalement le garderait éveillé.
"Ces expériences nous ont montré que les cellules DRNDA sont nécessaires pour une pleine vigilance face à des stimuli importants chez la souris."
La prochaine étape sera de voir si le même type d'activité est trouvé dans les neurones DRNDA chez les humains. Bien qu'ils n'aient pas été étudiés en détail, le professeur Gradinaru explique qu'il semble y avoir un lien similaire. Il dit: «Leur dégénérescence a été corrélée à la somnolence diurne excessive chez les patients atteints de troubles neurodégénératifs tels que l'atrophie des systèmes multiples et la démence à corps de Lewy.
L'insomnie et d'autres troubles du sommeil sont très répandus, de sorte que tout progrès dans la compréhension des moyens de modifier les états d'éveil est un pas en avant. Il y a un long chemin à parcourir, mais ces résultats pourraient aider à concentrer les recherches futures sur les troubles du sommeil.
