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Huit enseignements sur le sommeil

Saviez-vous qu’un de nos deux hémisphères peut rester aux aguets pendant que l’autre dort ? Une sélection de découvertes et d’hypothèses tirées du livre du spécialiste Matthew Walker.

1. Le sommeil, un ballet d’ondes cérébrales

L’activité électrique du cerveau est très différente selon que l’on est en sommeil REM (paradoxal) ou non-REM (profond). En sommeil REM, elle est proche de celle de l’état ­éveillé, « une réplique presque parfaite de celle qu’on observe pendant une veille atten­tive et alerte », note Matthew Walker, au point qu’« il est souvent impossible de distinguer uniquement à partir de l’activité électrique des ondes cérébrales le sommeil paradoxal de l’état de veille ». Les ondes cérébrales montent et descendent à un rythme rapide et irrégulier. « Si je vous demandais de prévoir les prochaines secondes de l’activité en battant le rythme à partir des ondes précédentes, vous ne seriez pas en mesure de le faire », explique le neuroscientifique. À l’inverse, les ondes cérébrales du sommeil profond sont si lentes et régulières qu’elles en ­deviennent prédictibles. Pendant longtemps, les chercheurs ont pensé que ces ondes reflétaient la situation d’un cerveau au repos, « un état de semi-­hibernation ou de torpeur morne ». Une hypothèse sensée, mais « parfaitement fausse », remarque ­Matthew Walker : « Ce dont vous faites l’expérience pendant votre sommeil profond est en réalité l’une des manifestations les plus épiques de la collaboration neuronale telle que nous la connaissons. Par une étonnante opération d’auto-organisation, des milliers de cellules cérébrales décident de s’unir pour “chanter”, ou “faire feu”, en ­mesure. » Le chercheur utilise l’image d’un stade de football où les spectateurs cesseraient de bavarder entre eux et de pousser des cris isolés pour se mettre à chanter à l’unisson.

2. Éliminer ou renforcer des connexions neuronales

Le sommeil est divisé en plusieurs cycles de quatre-vingt-dix minutes en moyenne. Ainsi, une nuit d’à peu près huit heures (ce que recommande Walker) en comportera cinq, en comptant le temps d’endormissement (Meir Kryger en compte plutôt quatre). Mais ces cycles ne sont pas identiques entre eux. Les premiers sont dominés par le sommeil profond, et le sommeil REM y est réduit à la portion congrue. À mesure que la nuit avance, le rapport de force s’inverse et le dernier cycle ne comporte quasiment plus de sommeil profond. C’est ce qui explique que nous rêvions surtout pendant dans la seconde partie de la nuit et notamment juste avant le réveil. Cette répartition étrange, asymétrique, au cours de la nuit entre sommeil profond et sommeil paradoxal n’est pas sans susciter des questions, écrit Walker. On aurait pu imaginer rece­voir d’abord son content de sommeil profond puis son content de sommeil para­doxal. Ou bien l’inverse. On aurait pu imaginer aussi des cycles identiques, au ratio équilibré. Cette dernière solu­tion aurait présenté l’avantage, si le sommeil est interrompu au milieu de la nuit, de ne pas souffrir d’un trop grand déficit de sommeil paradoxal par rapport au sommeil profond. Une première hypothèse serait que ce dernier est plus important que le sommeil REM, d’où la priorité qui lui est donnée en début de nuit. Or ce n’est pas le cas : diverses expériences ont ­prouvé que les deux types de sommeil sont aussi vitaux l’un que l’autre. Comment dès lors expliquer « ce jeu de va-et-vient irrégulier entre sommeil profond et sommeil paradoxal » ? Walker explique que « l’une des fonctions clés du sommeil profond, qui prédomine pendant la première partie de la nuit, consiste à éliminer les connexions neuronales inutiles. En revanche, l’étape de rêves du sommeil REM, qui prévaut plus tard dans la nuit, joue un rôle dans le renforcement de ces connexions. » La théorie de Walker est que l’alternance complexe entre les deux types de sommeil résulte d’un équilibre subtil entre le besoin de conserver des informations anciennes et celui d’en stocker de nouvelles au sein d’un espace de rangement limité.  

3. Les deux hémisphères

Tous les animaux dorment, et il semble que le sommeil soit aussi vieux que la vie elle-même. Walker le souligne, même « les formes les plus simples d’organismes unicellulaires d’une durée de vie de plus de
vingt-quatre heures, comme les bactéries, présentent des phases actives et passives correspondant au cycle jour/nuit de la Terre ». Mais tous les animaux ne dorment pas de la même façon. La durée de sommeil varie grandement d’une espèce à l’autre. D’autre part, les insectes, les amphibiens, les poissons et la plupart des reptiles ne semblent connaître que le sommeil profond, l’alternance avec le sommeil REM étant l’apanage des oiseaux et des mammifères. Par ailleurs, oiseaux et animaux marins partagent la faculté de garder un hémisphère de leur cerveau en éveil pendant que l’autre dort. Étant donné l’environnement dans lequel ils évoluent, c’est une question de survie. Aussi étonnant que cela puisse paraître, l’être humain peut lui aussi avoir un hémisphère de son cerveau qui reste aux aguets tandis que l’autre jouit d’un sommeil profond : c’est ce qui se produit lorsque nous dormons dans un environnement inhabituel et donc potentiellement dangereux.  

4. La civilisation, fille du rêve

Nous avons un peu moins besoin de dormir que nos cousins primates (huit heures contre dix à quinze). Mais la grande spécificité de notre sommeil est la part disproportionnée qu’y occupe la phase REM (de 20 à 25 % contre 9 % pour les autres primates). Comment expliquer cette différence ? Selon Walker, peut-être par le fait que nous ne dormons pas dans les arbres, mais sur la terre. L’une des particularités du sommeil REM est que, pendant qu’il a lieu, les muscles volontaires du corps sont paralysés (sans quoi nous effectuerions dans le monde réel les mouvements que nous effectuons dans nos rêves). Nous ne sommes plus qu’une masse inerte. Un état qui peut se révéler particulièrement dangereux quand on dort sur une branche. Quoi qu’il en soit, ce serait parce que, à partir d’un certain stade de notre évolution, nous avons quitté les arbres pour le sol que la part de notre sommeil REM se serait développé. Selon Walker, cette évolution a eu lieu avec Homo erectus, qui, pour survivre la nuit sans la protection des branchages, a non seulement appris à maîtriser le feu, mais « développé une façon plus efficace de dormir. […] L’évolution s’est chargée de raccourcir en durée notre ancienne forme de sommeil tout en renforçant son intensité, notamment en augmentant la quantité de sommeil REM emmagasiné pendant la nuit » (1). Ce surplus de sommeil REM a eu des effets décisifs sur l’esprit et le ­destin hors norme de l’humain. Il a permis, en augmentant de plus en plus la richesse des connexions, de complexifier notre ­intelligence cognitive et émotionnelle et de développer notre créativité. « De cette intelligence émotionnelle consolidée par le sommeil REM est née une forme nouvelle, bien plus sophistiquée, de socio-écologie au sein de vastes collectivités d’hominidés, ce qui a permis la création de grandes communautés humaines, stables, très liées, émotionnellement avisées et profondément sociales. »  

5. De l’utérus à la fin de l’enfance

Le sommeil prend différentes formes selon l’âge. Avant la naissance, le bébé dort presque en permanence, d’un sommeil qui s’apparente en grande partie au sommeil REM. Il ne s’éveille qu’à partir du dernier trimestre de grossesse et pour de brèves périodes – deux à trois heures par jour. Comme les parents le savent bien, les bébés et les jeunes ­enfants dorment beaucoup, mais pas d’une traite : « Plusieurs phases de sommeil s’enchaînent au cours du jour et de la nuit, ponctuées par de nombreux réveils, souvent sonores », écrit Walker. Peu à peu, l’enfant se cale sur un rythme de vingt-quatre heures : il reste endormi l’essentiel de la nuit et n’a plus besoin que d’une sieste d’appoint l’après-midi. « À la fin de l’enfance, le schéma moderne monophasique [une seule longue plage de sommeil par jour] est enfin en place, note Walker. Cet établissement progressif d’une rythmicité stable dissimule une lutte de pouvoir haletante entre les sommeils profond et REM. » Peu à peu, la part de sommeil REM, prépondérante au départ, diminue et finit par se stabiliser à 20 % à la fin de l’adolescence.  

6. Un ado ne saurait se coucher tôt

Si les enfants s’endorment spontanément plus tôt que les adultes, les adolescents ont, eux, tendance à rester éveillés plus tard qu’eux. Ce n’est pas de la mauvaise volonté de leur part : leur rythme est biologiquement décalé. « Le rythme circadien d’un enfant de 9 ans l’amène à s’endormir vers 21 heures, la montée de mélatonine se produisant à ce moment. Lorsque le même indi­vidu a atteint l’âge de 16 ans, les cycles de son rythme circadien connaissent une avancée spectaculaire. La montée de mélatonine ­indiquant qu’il fait noir et que le sommeil arrive a lieu bien plus tard. Par conséquent, l’adolescent de 16 ans n’a aucune envie de dormir à 21 heures. Il connaît au contraire à cette heure un pic d’éveil. Quand les ­parents commencent à ressentir la fatigue – puisque leurs rythmes circadiens sont plus précoces –, recevant les instructions de sommeil de la mélatonine vers 22 ou 23 heures, leur adolescent peut être encore pleinement éveillé. Il faut encore quelques heures avant que le rythme circadien de son cerveau ne perde de sa vivacité pour laisser place à un sommeil durable », explique Walker. Cette avancée provisoire du rythme circadien (qui recule de nouveau à l’âge adulte) n’a rien d’une aberration. ­Walker avance une hypothèse « selon une ­perspective socio-évolutive » : « Le passage de la dépendance à l’indépendance par rapport aux parents est l’objectif central du développement de l’adolescent, qui doit également apprendre à gérer les complexités des relations et interactions avec ses pairs. Il se peut que Mère ­Nature ait aidé les adolescents à se détacher de leurs ­parents en faisant avancer dans le temps leur rythme circadien, le décalant par rapport à celui de leurs géni­teurs. Cette astuce biologique permet ingénieusement aux adolescents de vivre une phase tardive pendant ­laquelle ils se retrouvent à agir indépendamment durant plusieurs heures – en même temps que leurs pairs. Ils ne sont soustraits aux soins de leurs parents ni totalement, ni pour toujours, mais c’est une tentative sécurisée de dérober en partie ces futurs adultes au regard de leurs mère et père. » Matthew Walker déplore que l’école ne tienne pas compte de ce rythme biologique et oblige les adolescents à se rendre en cours tôt le matin – ce qui les prive d’heures de sommeil ­précieuses pour leur équilibre mental. Et il ­propose de faire commencer les cours à 9 heures.  

7. Lève-tôt et couche-tard

Même adultes, les humains n’ont pas tous le même rythme de sommeil. Certains sont du matin, d’autres du soir. D’après le chercheur, ils représentent respectivement 40 % et 30 % de la popu­lation. Les 30 % restants se situent entre les deux. Ces différences ont une origine largement génétique. Ce n’est pas une question de choix. Or, comme pour les adolescents, la société n’en tient pas compte : elle impose un rythme uniforme pour tous, qui, en ­général, favorise les lève-tôt. Le neuroscientifique risque une ­explication : « Il est probable que les ­humains aient évolué vers un co-­sommeil par famille, voire par tribu, et non individuellement ou en couple. Le contexte évolutif ­permet ­ainsi de comprendre les bénéfices de cette ­variation génétiquement programmée des ­préférences en termes de sommeil/réveil. Les couche-tard d’un groupe ne s’endorment pas avant 1 ou 2 heures du matin et ne sont pas réveillés avant 9 ou 10 heures. À l’inverse, les lève-tôt se retirent pour la nuit à 21 heures et se réveillent à 5 heures. Par conséquent, le groupe en tant que tel n’est vulnérable que pendant quatre heures au milieu de la nuit (au moment où tout le monde dort), même si chacun a la possibilité de dormir huit heures. Voilà qui augmente potentiellement de 50 % l’aptitude de l’espèce à la survie. »  

8. Éviter les somnifères

Matthew Walker est plus que ­réservé à l’égard des somnifères, y compris ceux de la génération la plus récente. Ils « n’entraînent pas un sommeil naturel, résume-t-il. Ils peuvent altérer votre santé et augmentent les risques de maladies mortelles ». Les somnifères ciblent la même zone cérébrale que ­l’alcool et « mettent KO les régions les plus ­élevées de votre cortex ». Or, de même que les anxiolytiques, ils réduisent l’activité des ondes lentes du sommeil profond. Ils altèrent la mémoire. Une analyse de 65 études ne montre pas de différence significative d’effet sur le temps de ­sommeil entre placebo et somnifères. Mais ceux-ci entraînent une dépendance et un « rebond d’insomnie » quand on cesse d’en prendre. Enfin, plusieurs études ­indiquent une corrélation entre la prise de somnifères, les accidents de voiture, les maladies infectieuses, les accidents cardiaques et le cancer. ­Corrélation n’est pas raison, avertit Walker, mais il y a suspicion. »   — Ce texte a été écrit pour Books.
LE LIVRE
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Pourquoi nous dormons. Le pouvoir du sommeil et des rêves de Matthew Walker, La Découverte, 2018

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