Sommeil : perdons-nous vraiment conscience ?

Sommeil : perdons-nous vraiment conscience ?

Lorsque nous dormons, nous ne sommes pas conscients des sons qui nous entourent. Pourtant, le son d’une alarme ou l’appel de notre prénom peuvent encore nous réveiller. Jusqu’où le cerveau est-il donc capable de traiter l’information auditive dans le sommeil ?

Le sommeil est classiquement considéré comme un état non conscient. Mais pourquoi ne sommes-nous pas conscients dans le sommeil, et pourquoi un son inhabituel peut-il encore nous réveiller ? Les chercheurs ont étudié la capacité du cerveau à détecter un son nouveau dans le sommeil en enregistrant les réponses cérébrales à ces sons en électro (EEG) et magnétoencéphalographie (MEG).

L’étude a été réalisée au sein de l’unité de neuro-imagerie cognitive à NeuroSpin (INSERM-CEA U992, Saclay, France).

L’équipe :
  • Mélanie STRAUSS, neurologue au centre du sommeil et de la vigilance de l’hôtel Dieu (AP-HP) et rattachée à l’unité de neuro-imagerie cognitive
  • Stanislas Dehaene, directeur de l’unité et professeur au collège de France
  • NeuroSpin

En association avec :

  • le centre du sommeil et de la vigilance de l’hôtel Dieu (AP-HP, EA7330 VIFASOM, Université Paris Descartes)
  • le picnic lab à l’Institut du Cerveau et de la Moelle épinière à la Pitié-Salpêtrière à Paris (U975, UPMC)

L’équipe a publié ses résultats dans la revue PNAS + de mars 2015.

L’étude :

La détection de la nouveauté auditive est sous-tendue par 2 mécanismes cognitifs distincts :

  • l’habituation, phénomène passif localisé aux régions corticales primaires
  • les processus de prédiction, reposant sur un système actif d’extraction des régularités auditives et d’anticipation des sons à venir, nécessitant l’interaction entre différentes aires corticales.

cerveau

Ces 2 mécanismes ont été testés à l’éveil puis dans le sommeil en présentant des sons ou des séquences de sons déviants au sein de sons réguliers ou standards, permettant ainsi d’étudier les différents niveaux d’intégration cérébrale de l’information auditive. Les enregistrements en EEG et MEG ont permis d’analyser les réponses cérébrales à ces sons par l’intermédiaire des potentiels dits de mismatch et de P300.

Dans le sommeil, les résultats montrent que le cerveau perçoit toujours les sons, qui activent les aires corticales primaires. Mais leur intégration au-delà, à travers les aires associatives, est considérablement altérée. Ainsi, le cerveau reste capable de détecter un son qui rompt une habituation (réponse mismatch conservée), mais pas une séquence de son nouvelle (P300 absente). En effet cette dernière nécessite d’extraire la régularité sur une plus longue échelle de temps, d’élaborer une prédiction quant au son à venir, par l’intermédiaire d’un dialogue au niveau cérébral de différentes aires associatives.

La perte de ce dialogue entre aires cérébrales explique également l’absence de conscience des sons au cours du sommeil.

cerveau 2

Dans le sommeil, les sons pénètrent jusqu’aux aires sensorielles auditives, mais ne sont plus intégrés au-delà.

Conclusion

Le cerveau perçoit donc les sons au cours du sommeil, mais ne les intègre pas suffisamment pour en avoir conscience et les anticiper. L’activation localisée des régions sensorielles permet tout de même de détecter un son inhabituel, et éventuellement de déclencher le réveil.

Source

Article
  • Titre : Dysruption of hierarchical predictive coding during sleep
  • Revue : Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) 3 mars 2015
  • Auteurs : Mélanie Strauss, Jacobo D. Sitt, Jean-Rémi King, Maxime Elbaz, Leila Azizi, Marco Buiatti, Lionel Nacacche, Virginie Van Wassenhove, Stanislas Dehaene