l’indice prospectif
7.2 Électrophysiologie du sommeil
Au cours de notre vie nous alternons entre des périodes de veille et de sommeil. Lors des périodes de veille, nous pouvons distinguer les périodes de veille active, caractérisées par un rythme bêta (>13Hz)
de faible amplitude et de fréquence rapide, et des périodes de veille calme, caractérisées par un rythme plus lent alpha (8-13Hz). Le sommeil est également divisé en deux états, caractérisés par des paramètres physiologiques distincts, qui sont le sommeil paradoxal ou REM(Rapid Eye Movement) et le sommeil lent ou NREM (Non Rapid Eye Movement). L’état NREM est caractérisé par un métabolisme
cérébral peu élevé comparé au stade REM et à l’éveil. Il est reconnu comme un stade de récupération et restauration du stock d’énergie cérébrale (Krueger et al., 2016). Au contraire, le sommeil REM, communément appelé le sommeil des rêves, a un métabolisme cérébral important, plutôt impliqué dans le traitement des émotions (Murkar & De Koninck, 2018).
Le sommeil lent tire son nom des ondes électriques corticales, qui progressivement ralentissent et augmentent d’amplitude pour former des ondes lentes. Il est divisé en trois stades (N1, N2, N3) de profondeurs croissantes. Les stades N1 et N2 sont des stades de sommeil lents légers et le stade N3 est le stade de sommeil lent profond, ou sommeil à ondes lentes (SWS, Slow Wave Sleep).
Le stade N1 est un stade de transition entre l’état de veille calme et le sommeil lent, et représente
moins de 5% de la durée totale de sommeil. Ce stade d’endormissement N1 est caractérisé par la présence d’ondes thêta (4-8Hz), de « pointes vertex » (onde en forme de « V », de forte amplitude et
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de courte durée), de mouvements oculaires lents, et d’une diminution du tonus musculaire par rapport à l’état de veille.
Le stade N2 occupe environ 50% du temps total de sommeil. Il se caractérise par la présence de fuseaux de sommeil ou spindles (ondes comprises entre 11 et 16 Hz, d’une durée inférieure à deux secondes),
de complexes K (ondes bi-phasiques de basse fréquence 1-4Hz), d’une diminution du tonus musculaire,
et d’une absence de mouvements oculaires.
Le stade N3, ou sommeil à ondes lentes (SWS), occupe environ 20% du temps total de sommeil. Il est caractérisé par des ondes lentes de grande amplitude et basse fréquence (0,5-2Hz), un tonus musculaire faible, une absence de mouvements oculaires, et une réactivité aux stimuli externes très faible.
Enfin, le sommeil paradoxal (REM) est ainsi nommé en raison de ses caractéristiques qui sont : une activité corticale intense proche de l’état de veille, la présence d’ondes thêta, également appelées « ondes en dent de scie », de bouffées de rythme alpha (8-12Hz), et paradoxalement, une atonie musculaire et un mouvement rapide des yeux. Il occupe environ 20% du temps total de sommeil. Chacun de ces stades à un tracé électroencéphalographique (EEG) spécifique qui permet de le distinguer des autres (voir Figure 9).
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Figure 9. Tracé EEG des différents stades de sommeil, image issue de Dauvilliers et Billard (2004)
Ces stades se succèdent au cours du sommeil, de façon cyclique, sur une durée d’environ 90 min. Bien qu’un cycle ne soit pas uniforme et diffère entre les individus, il est généralement schématisé par une
phase d’endormissement de courte durée (stade N1) suivie des stades N2 puis N3 (voir Figure 10). Survient ensuite le stade de sommeil paradoxal, dont l’arrivée peut être précédée d’un passage en stade N2. La phase de sommeil paradoxal s’achève finalement par un éveil ou continue directement avec un nouveau cycle de sommeil. Il est admis que la première moitié de nuit est majoritairement composée de sommeil à ondes lentes, alors que la deuxième moitié de nuit est majoritairement composée de sommeil paradoxal (Carskadon & Dement, 2005, pour revue). L’enchainement de ces
stades de sommeil au cours de la nuit, nommée « architecture » ou « macrostructure » du sommeil, est représenté par un hypnogramme (voir Figure 10).
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Figure 10. Schématisation d’un hypnogramme, image issue de Rasch et Born (2013)
La « microstructure » du sommeil quant à elle, inclut les éléments transitoires décrits précédemment
c’est-à-dire les spindles (fuseaux de sommeil), les complexes K, les pointes vertex, les ondes en dents de scie, les ondes lentes, les sharp-wave ripples (ondes à front raides enregistrées au niveau de
l’hippocampe) et les micro-éveils. L’analyse spectrale fait référence à une transformation mathématique du signal EEG (Transformée de Fourier) qui permet de déterminer les différentes bandes de fréquences, delta (0,1–4 Hz), theta (4–8 Hz), alpha (8–12 Hz), sigma (12–16 Hz), et beta (16–
50 Hz). Sous forme graphique, elle permet d’avoir un aperçu rapide de l’activité corticale au cours du
sommeil et de ses liens avec l’architecture (Rey & Philip-Joët, 2006, voir Figure 11).
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7.3 Les troubles du sommeil
Comme nous l’avons vu précédemment, le sommeil est une fonction essentielle à la santé. Il est donc indispensable de connaître les différents troubles de sommeil, afin de les prendre en charge avant une altération de la santé de l’individu.
La plainte de sommeil la plus fréquente est l’insomnie. Elle concerne 30 % de la population générale (Thomas Roth, 2007). L’insomnie se définit par des difficultés d’endormissement, des éveils nocturnes
fréquents et prolongés, des réveils matinaux précoces, et/ou des difficultés ressenties au cours de la
journée (fatigue, troubles cognitifs et/ou de l’humeur) survenant au moins trois nuits par semaine, et depuis au moins trois mois (Morin et al., 2015).
D’autres troubles du sommeil ont été répertoriés par l’American Academy of Sleep Medicine (AASM). Dans sa revue, Sateia (2014) répartit les troubles du sommeil en sept catégories : l’insomnie, l’hypersomnolence (ex : narcolepsie), les parasomnies (ex : cauchemars, terreurs nocturnes), les troubles du rythme circadien (ex : décalage de phases de sommeil lors de travail posté), les troubles de sommeil liés à des difficultés respiratoires (ex : l’apnée), à des troubles de mouvements (ex : le syndrome des jambes sans repos, le bruxisme), et les autres.
Ces troubles de sommeil peuvent avoir des conséquences plus ou moins graves sur la santé et le bien-être du sujet, allant de la simple fatigue à l’augmentation du risque de voir émerger des pathologies telles que la dépression, ou les maladies cardiovasculaires (Baglioni et al., 2011; Meier-Ewert et al., 2004; Wang et al., 2015).