De nombreuses études ont été réalisées sur les effets du manque de sommeil chez les humains : nous devenons grognons et confus, et subissons des dommages sur notre mémoire, notre santé, notre apparence, et nos vies sexuelles.

On sait déjà que le manque de sommeil diminue notre temps de réaction, mais l’on n’avait pas encore mis le doigt sur les effets précis du manque de sommeil sur l’activité cérébrale, et les conséquences que cela peut avoir sur notre comportement.

Des chercheurs de l’université de Tel Aviv (TAU), de l’université de Los Angeles (UCLA] et de l’université du Wisconsin-Madison affirment que lorsque que nous manquons de sommeil, notre activité cérébrale est affectée parce que les neurones individuelles ralentissent, affectant ainsi les perceptions visuelles et associations d’idées.

L’étude montre également qu’en cas de manque de sommeil, les neurones du lobe temporal du cerveau – la zone associée à la vision et à la mémoire – piquent un somme, parce qu’ils ont été dépassés par des ondes cérébrales lentes, qui sont habituellement présentes pendant notre sommeil.

Illustration d’une femme endormie. (Crédit: GeorgeRudy, iStock by Getty Images)

Les neurones sont des cellules nerveuses qui transmettent des signaux depuis et vers le cerveau, à une vitesse pouvant aller jusqu’à 320 km/h. Ils sont situés dans la partie du cerveau qui gère les stimuli, et sont responsables du traitement de l’information.

C’est ce ralentissement des neurones individuels, qui, quand nous manquons de sommeil, conduit à des réactions comportementales décalées face aux évènements qui nous entourent, révèle la nouvelle étude publiée dans Nature Medicine.

« Quand nous manquons de sommeil, une intrusion d’ondes similaires aux ondes de sommeil perturbe l’activité cérébrale normale qui est consacrée à l’accomplissement de certaines tâches », a expliqué Yuval Nir, de la faculté de médecine l’université de Tel Aviv et de la Sagol School of Neuroscience, qui a coordonné cette étude.

Cette étude a été réalisée en collaboration avec le Yuval Ni, le professeur Itzhak Fried (UCLA, TAU et Tel Aviv Medical Center, et des experts du sommeil, les professeurs Chiara Cireli et Giulio Tononi, de l’université du Wisconsin-Madison.

Durant l’étude, les chercheurs ont enregistré l’activité neuronale du cerveau de 12 sujets épileptiques, qui faisaient partie d’une étude précédente, cherchant à déterminer la raison pour laquelle ils n’avaient peu ou pas réagi à des interventions médicamenteuses, à UCLA.

Les sujets ont été hospitalisés pendant une semaine, et des électrodes ont été implantées pour déterminer l’endroit d’où partent les crises dans le cerveau.

Après avoir été maintenus éveillés pendant une nuit entière pour accélérer le diagnostic, on leur a présenté des images de célébrités ou de lieux célèbres, qu’ils ont dû identifier le plus rapidement possible.

Illustration d’un homme endormi. (Crédit: tommaso79, iStock by Getty Image)

Durant une série de 30 images, l’équipe de chercheurs a enregistré l’activité électrique de 1 500 neurones, dont 150 qui participaient clairement à l’identification des images. Les scientifiques ont examiné le changement dans la réaction des neurones individuels réagissaient dans le lobe temporal quand les sujets manquaient de sommeil, ce qui ralentissait leur temps de réponse.

« Accomplir cette tâche est quelque chose de difficile quand nous sommes fatigués, et particulièrement après une nuit blanche », a expliqué Nir. « Les données apprises par cette expérience nous ont permis d’avoir un aperçu unique sur le fonctionnement du cerveau humain. Elles ont révélé que l’envie de dormir ralentit les réactions des neurones individuels, ce qui conduit à des défaillances comportementales. »

« L’étude a montré que ce nous pouvons mesurer sur le plan comportemental, à savoir, un ralentissement des réactions, peut-être ramené au plan neuronal », a analysé Fried, de l’UCLA, par téléphone.

Les cellules nerveuses de ceux qui manquaient de sommeil étaient « plus lentes et plus molles », dit-il. Et les ondes cérébrales lentes, caractéristiques de notre état de sommeil, « envahissent ces régions ».

Alors que le besoin de sommeil se faisait sentir, des régions spécifiques du cerveau « se sont endormies », a expliqué Nir. « La majeure partie du cerveau était en état de fonctionnement, mais les neurones du lobe temporal semblaient en léthargie », et des défaillances comportementales s’ensuivaient, dit-il.

Nir a déclaré qu’il espérait que les résultats de cette étude se traduiront pas des moyens concrets de mesurer l’assoupissement chez les individus fatigués avant qu’ils ne représentent un danger, parce que « la conduite en état de fatigue peut être aussi dangereuse que la conduite en état d’ivresse ».