- Le sommeil à mouvements oculaires rapides (REM) est caractérisé le mouvement rapide des yeux de côté à côté et est associée à la survenue de rêves vifs.
- L’importance de ces mouvements oculaires pendant le sommeil paradoxal a longtemps été débattue dans la communauté scientifique.
- Une nouvelle étude impliquant des souris suggère que ces mouvements oculaires survenant pendant le sommeil paradoxal ne sont peut-être pas aléatoires, mais pourraient refléter un changement du regard de l’animal pendant qu’il rêve.
Lorsque les animaux changent la direction de leur tête lorsqu’ils explorent un nouvel environnement, ils bougent également rapidement leurs yeux de manière coordonnée. Ces mouvements de la tête sont suivis par des cellules de direction de la tête dans le cerveau, qui fonctionnent comme une boussole.
Une étude récente publiée dans La science montre que, à l’instar des observations chez des souris éveillées explorant leur environnement, les schémas d’activité dans les cellules de direction de la tête et les mouvements oculaires sont également coordonnés pendant le sommeil paradoxal.
Ces résultats suggèrent que les mouvements oculaires rapides pendant le sommeil paradoxal peuvent refléter des changements dans la direction de la tête lorsque l’animal explore le monde virtuel dans ses rêves.
Auteur de l’étude Dr Massimo Scanzianiprofesseur à l’Université de Californie à San Francisco, déclare :
« Nous avons montré que ces mouvements oculaires [during REM sleep] ne sont pas aléatoires. Ils sont coordonnés avec ce qui se passe dans le monde de rêve virtuel de la souris. Ce travail nous donne un aperçu des processus cognitifs en cours dans le cerveau endormi et résout en même temps une énigme qui a suscité la curiosité des scientifiques pendant des décennies.
Pendant le sommeil, les animaux et les humains alternent entre
Le sommeil paradoxal est associé à une activité cérébrale accrue et des rêves vifs se produisent généralement pendant le sommeil paradoxal.
L’une des principales questions sans réponse dans le domaine de la recherche sur le sommeil est de savoir si les mouvements oculaires rapides pendant le sommeil paradoxal sont associés au contenu des rêves, reflétant la direction du regard de l’individu dans le monde virtuel de ses rêves.
Cependant, les chercheurs ont également pensé qu’il était possible qu’une activité cérébrale aléatoire pendant le sommeil paradoxal puisse provoquer ces mouvements oculaires rapides.
Bien qu’il existe des preuves suggérant que la direction ou la fréquence des mouvements oculaires pendant le sommeil paradoxal peuvent être liées au contenu des rêves, il existe également des preuves contradictoires.
L’une des raisons de cette divergence est que ces expériences se sont appuyées sur des récits de rêves de participants humains, qui sont souvent inexacts.
Pour cette raison, les chercheurs de l’Université de Californie à San Francisco ont examiné l’activité cérébrale chez la souris pour évaluer objectivement si les mouvements oculaires rapides pendant le sommeil paradoxal étaient associés à des processus cognitifs spécifiques qui se produisent pendant le sommeil.
Dans la présente étude, les chercheurs se sont concentrés sur cellules de direction de la têteune sous-population de neurones dans une région du cerveau appelée thalamus.
L’activation de ces cellules de direction de la tête est associée à des mouvements de la tête dans le plan horizontal. Ces cellules de direction de la tête agissent d’une manière qui ressemble à une boussole, et leur activité peut indiquer dans quelle direction la souris se perçoit comme se dirigeant.
Les chercheurs ont d’abord caractérisé les cellules de direction de la tête qui étaient associées à des directions de tête spécifiques chez des souris éveillées. Pour y parvenir, ils ont implanté chirurgicalement des électrodes dans le thalamus des souris et enregistré l’activité des cellules de direction de la tête pendant que les souris exploraient une petite arène.
Un changement de direction de la tête chez les animaux éveillés, comme lorsqu’ils exploraient leur environnement, s’accompagne d’une saccade. Une saccade fait référence au mouvement rapide des deux yeux dans la même direction pour aider à déplacer la mise au point vers un point différent du champ visuel.
Les chercheurs ont utilisé des caméras légères montées sur la tête pour enregistrer les mouvements de la tête et des yeux des animaux pendant qu’ils exploraient leur environnement.
Comme prévu, les enregistrements des cellules de direction de la tête ont montré que la direction des mouvements de la tête était associée à un modèle spécifique d’activité dans les cellules de direction de la tête.
Notamment, les chercheurs ont pu prédire avec précision les mouvements de la tête chez des souris éveillées en évaluant l’activité des cellules de direction de la tête. De plus, la direction des tours de tête prédite par les cellules de direction de la tête était étroitement liée à la direction des mouvements oculaires saccadés.
Les chercheurs ont ensuite examiné si les mouvements de la tête prédits par l’activité des cellules de direction de la tête étaient également corrélés aux mouvements oculaires rapides pendant le sommeil paradoxal. En d’autres termes, ils ont examiné si les mouvements de la tête dans le monde virtuel des rêves étaient également coordonnés avec des mouvements oculaires rapides pendant le sommeil paradoxal.
Semblable à l’état de veille, la direction et l’amplitude des mouvements oculaires pourraient prédire l’amplitude et la direction des mouvements de la tête estimés à l’aide de l’activité des cellules de direction de la tête pendant le sommeil paradoxal.
Bien que les souris ne bougeaient pas pendant leur sommeil, l’activité des cellules de direction de la tête pourrait potentiellement indiquer que les souris tournaient la tête dans leurs rêves.
De plus, les mouvements oculaires coordonnés accompagnant ce changement de direction virtuelle de la tête pendant le sommeil paradoxal semblent refléter le déplacement du regard des souris pour explorer le monde dans leurs rêves.
« Ce qui se passe dans nos rêves est l’une des questions les plus fascinantes pour nous tous. Parce qu’il est si privé et si subjectif, y accéder par le biais d’études objectives a été difficile », Dr György Buzsákiun neuroscientifique de l’Université de New York, a déclaré Nouvelles médicales aujourd’hui.
« Supposons que je puisse enregistrer des aspects critiques de votre activité cérébrale pendant que vous regardez la Sagrada Familia et trouver un schéma cérébral pratiquement identique pendant votre sommeil paradoxal. Au réveil, vous me direz peut-être que vous rêviez du chef-d’œuvre de Gaudi. En dehors de ces expériences, l’étude de Senzai et Scanziani est un pas dans cette direction », a-t-il ajouté.
Cette étude soulève également quelques questions. Dans un éditorial, Dr Chris I. De Zeeuw et Dre Cathrin B. Canto de l’Institut néerlandais des neurosciences a noté : « On ne sait pas pourquoi de tels rêves de mouvement ne se manifestent pas dans l’activité musculaire pendant la phase de sommeil non paradoxal. Il sera également important de découvrir dans quelle mesure l’activité dans le système cellulaire de direction de la tête pendant le sommeil paradoxal est générée en interne ou entraînée par un « stimulus » commun qui active à la fois les cellules de direction de la tête et le système musculaire oculaire. »
Des études antérieures ont montré que l’activité cérébrale associée aux expériences de la journée, comme l’exploration d’un nouvel environnement, se reproduit pendant le sommeil. La répétition d’événements dans le cerveau pendant le sommeil en l’absence d’autres événements distrayants pourrait aider à consolider les souvenirs.
Il est possible que les rêves soient une conséquence ou un sous-produit d’une telle relecture de souvenirs pendant le sommeil paradoxal.
Autres chercheurs se disputer que l’activité cérébrale observée pendant le sommeil paradoxal peut aider à maintenir et à renforcer les connexions entre les régions du cerveau et les muscles qui sous-tendent les mouvements complexes. Semblables aux mouvements oculaires rapides, qui consistent en des contractions des muscles oculaires, des contractions des muscles des membres se produisent également pendant le sommeil paradoxal, en particulier chez les animaux plus jeunes.
Selon cette vision alternative, les régions motrices du cerveau envoient des signaux aux muscles pendant le sommeil paradoxal, les faisant se contracter. Les muscles en contraction envoient ensuite une rétroaction aux régions sensorielles du cerveau, qui communiquent ensuite à nouveau avec les régions motrices.
L’achèvement de cette boucle de rétroaction pendant le sommeil paradoxal pourrait aider à renforcer et à affiner les connexions entre le cerveau et les muscles lorsque les animaux se développent.
Les contractions musculaires produites pendant le sommeil paradoxal peuvent donc jouer un rôle essentiel dans la transformation des mouvements non coordonnés chez les très jeunes animaux en mouvements coordonnés. Ainsi, les mouvements oculaires rapides et les contractions musculaires des membres peuvent être associés au renforcement des connexions entre le cerveau et le corps plutôt qu’au contenu des rêves.
Ce qui reste clair, c’est que le sommeil et les rêves continuent d’offrir de nombreuses pistes de recherche pour l’avenir.
