Que se passe-t-il lorsque nous rêvons ? Les mouvements que le cerveau met en œuvre à partir du moment où nous tombons dans les bras de Morphée sont l’un des mystères auxquels se sont consacrés plusieurs groupes de scientifiques. Une étude suisse vient de paraître sur ‘Biologie actuelle» se concentre sur la phase REM et ouvre une nouvelle fenêtre sur les réorganisations qui surviennent. Ce qui a été découvert pourrait expliquer en partie comment certaines personnes parviennent à avoir un sommeil « à l’épreuve des bombes », qui leur permet de dormir même en présence de bruits intrusifs de l’extérieur, grâce à une sorte de « changement » de l’esprit. L’équipe dirigée par Marzia De Lucia (Département de neurosciences cliniques de l’Hôpital universitaire Chuv et Faculté de biologie et de médecine de l’Université de Lausanne), en collaboration avec Sophie Schwartz, professeur à l’Université de Genève, a en effet montré comment le cerveau réorganise progressivement la manière dont il traite les informations sensorielles lors du passage de l’éveil au sommeil paradoxal.
Que se passe-t-il quand tu rêves
Le sommeil, soulignent les experts, n’isole pas le cerveau du monde extérieur, mais influence plutôt la manière dont il équilibre le traitement des différents types d’informations sensorielles. À mesure que nous nous endormons et entrons dans le sommeil paradoxal, les signaux du monde extérieur diminuent progressivement, tandis que ceux de notre corps sont préservés, voire amplifiés. C’est comme si une déconnexion se produisait mais sans débrancher complètement la fiche. Constamment bombardé par des stimuli provenant à la fois de l’environnement et de notre corps, le cerveau est passé maître dans l’art d’intégrer les signaux, illustrent les auteurs de l’ouvrage. Ce qui reste un mystère pour les neuroscientifiques est le mécanisme précis qui permet à notre esprit de sélectionner, hiérarchiser et combiner toutes ces informations, et encore plus mystérieux est la façon dont ce processus change lorsque nous passons d’un état de conscience à un autre, par exemple de l’éveil au sommeil.
« Le sommeil paradoxal offre un contexte idéal pour répondre à cette question », observe Jacinthe Cataldi, l’une des premières auteurs de l’étude. « Bien que l’activité neuronale » dans cette phase « présente certaines similitudes avec celle du cerveau à l’état de veille, le sommeil paradoxal se caractérise par une profonde déconnexion du monde extérieur ». Cette déconnexion entraîne un seuil d’excitation plus élevé : les informations sensorielles issues de l’environnement parviennent plus difficilement au cerveau, qui continue cependant à traiter d’autres types de signaux. Cependant, le sommeil paradoxal n’est pas un état uniforme. Il alterne constamment entre deux phases : Dm tonique et Dm phasique. C’est lors de cette deuxième phase qu’apparaissent des mouvements oculaires rapides, d’où le nom (Rapid Eye Movement). Le REM phasique se caractérise également par de brèves contractions musculaires et des rythmes cardiaques et respiratoires plus variables. Les deux phases diffèrent également par le degré de déconnexion sensorielle : la sensibilité aux stimuli externes diminue progressivement depuis l’éveil jusqu’au sommeil paradoxal tonique et jusqu’au sommeil paradoxal phasique, où elle atteint son niveau minimum. « Nous – explique Andria Pelentritou, co-auteur principal de l’étude – avons exploité cette transition progressive bien connue pour comparer la réponse neuronale aux stimuli auditifs externes avec la réponse aux entrées internes, en l’occurrence les battements cardiaques ».
La recherche
Les neuroscientifiques ont enregistré l’activité neuronale de 25 volontaires pendant 2 nuits de sommeil à l’aide d’un électroencéphalogramme (EEG) et ont comparé les potentiels électriques générés par les stimuli auditifs avec ceux déclenchés par les battements cardiaques pendant l’éveil et à différentes étapes du sommeil, pour parvenir à une découverte : à mesure que la réponse neuronale aux sons de l’environnement s’affaiblit, le traitement des signaux cardiaques devient plus fort. « Il ne s’agit pas d’une suppression globale des stimuli. Le cerveau tourne plutôt son écoute vers l’intérieur », résume De Lucia.
Les scientifiques ont ensuite calculé un indice qui indique quel type de signal le cerveau traite préférentiellement : en d’autres termes, cet indice peut indiquer dans quelle mesure le cerveau est à l’écoute des sons environnementaux par rapport aux battements cardiaques. « Cet ‘indice audio-cardio’ pourrait servir d’indicateur d’états altérés de conscience, notamment dans des situations dans lesquelles la personne n’est pas en mesure de réagir sur le plan comportemental », explique le scientifique. Les implications pourraient donc aller bien au-delà de l’exploration et du sommeil. Cet indice, concluent les experts, pourrait à l’avenir permettre de mieux distinguer les états de conscience difficiles à évaluer, comme le coma ou les états de conscience minimale.
