Les ondes lentes : marqueurs de la restauration cognitive

L’augmentation plus faible de la synchronisation neuronale dans les régions frontales/préfrontales chez les personnes d’âge moyen comparativement aux jeunes suggère que ces régions montrent un déclin de la plasticité synaptique au cours du vieillissement.

Ces résultats sont d’autant plus intéressants lorsqu’on considère que le vieillissement normal est associé à un déclin cognitif touchant particulièrement les fonctions dites « frontales » et que la privation de sommeil altère certaines de ces fonctions (pour une revue de littérature, voir Killgore, et al., 2010). Il a donc été émis comme hypothèse que les modifications concernant les OL puissent représenter un marqueur des fonctions cognitives au cours du vieillissement normal. Cependant, les résultats de notre deuxième étude ne suggèrent pas de lien robuste entre les OL et les fonctions cognitives chez des personnes d’âge moyen et âgées. Les OL pourraient être beaucoup plus variables d’une nuit à l’autre comparativement aux FS, plus stables (De Gennaro, et al., 2005; Gaillard et Blois, 1981), en étant influencées plus fortement par divers facteurs, comme la stimulation sensori- motrice (Huber, et al., 2006; Kattler, et al., 1994) et la pression homéostatique (Carrier, et al., 2011; Lafortune, et al., 2012).

Par contre, les OL pourraient tout de même jouer un rôle dans la récupération des fonctions cognitives après l’accumulation de l’éveil, sans que la capacité à produire des OL au niveau de base ne soit prédictive du potentiel cognitif individuel ou de la capacité de récupération, comme le suggère l’étude de Mander et collègues (2010) chez 9 jeunes adultes. Ce groupe a étudié l’effet d’une privation de sommeil de 38 h sur les performances à une tâche mesurant à la fois la mémoire de travail et l’inhibition motrice (tâche de Go No- Go). La privation de sommeil augmente les erreurs impulsives, le nombre d’omissions et la variabilité des temps de réaction, alors que le sommeil subséquent restaure la performance. De plus, c’est l’augmentation de l’AOL durant le sommeil de récupération après la privation de sommeil, et non les différences individuelles absolues d’AOL, qui est associée à une meilleure récupération de la performance (Mander, et al., 2010). Une autre étude chez de jeunes adultes montre qu’une augmentation de l’AOL durant une sieste à l’aide de la STCD améliore les capacités d’encodage subséquent de paires de mots (Antonenko, et al., 2013). Soulignons toutefois que le sommeil nocturne des jeunes avait été écourté (heure de réveil à 5h du matin) afin de favoriser le sommeil diurne. Les résultats suggèrent donc un rôle récupérateur de l’AOL pour les capacités d’encodage (Antonenko, et al., 2013). Une

étude chez la personne âgée suggère également un rôle récupérateur de l’AOL sur les fonctions cognitives, avec une diminution expérimentale de l’AOL qui entraîne une réduction de la vigilance et des capacités d’encodage en mémoire épisodique le jour suivant (Van Der Werf, et al., 2011).

Par ailleurs, l’étude d’Anderson et Horne (2003) a tout de même soulevé des liens de trait entre une composante de l’AOL et les performances à certains tests mesurant les fonctions exécutives. Toutefois, les corrélations ont été effectuées sur le premier cycle seulement, et elles sont significatives sur une mini-bande de fréquence très restreinte (c.-à-d. puissance spectrale entre 0.5 et 1 Hz relative à la puissance totale entre 0.5 et 4 Hz), ce qui ne fournit pas d’information sur les ondes de l’EEG en tant que telles, ni sur le niveau d’intensité de l’AOL, mais plutôt sur la prépondérance de la puissance en très basse fréquence relativement à la puissance spectrale en delta. La seule performance cognitive associée aux OL dans notre deuxième étude était la fluence verbale et la force de la corrélation était faible. Or, c’est justement cette variable qui variait selon l’effet de première nuit. Les participants qui dormaient pour la première fois au laboratoire, comparativement à ceux qui en étaient à leur deuxième nuit, montraient une moins bonne efficacité de sommeil, une synchronisation neuronale, mesurée par les OL, plus faible, et une moins bonne fluence verbale le lendemain matin. Il est donc possible que leur performance de fluence verbale ne représentait pas leur plein potentiel étant donné la moins bonne qualité de sommeil. Les participants qui ont mieux dormi et qui ont pu produire assez d’OL montrent une meilleure fluence verbale comparativement à ceux qui ont moins bien dormi, ce qui suggère un rôle récupérateur des OL sur cette performance.

Bref, les OL pourraient jouer un rôle récupérateur au niveau des fonctions cognitives qui sont affectées par l’accumulation de l’éveil, sans toutefois prédire le potentiel cognitif, les OL présentant une plus grande variabilité d’une nuit à l’autre, influencée par trop de facteurs pour représenter un trait individuel stable. Ce serait donc l’augmentation des OL suite à une privation de sommeil qui pourrait être associée de manière plus consistante avec la restauration des performances.

L’AOL a également été associée à la consolidation mnésique épisodique au cours du sommeil chez la personne âgée (Mander, et al., 2013b; Westerberg, et al., 2012) mais ce résultat n’est pas toujours reproduit (Seeck-Hirschner, et al., 2011). La consolidation mnésique chez le jeune a souvent été associée à une augmentation des FS (Mednick, et al., 2013; Schabus, et al., 2004; Schabus, et al., 2006; Schabus, et al., 2008; Schmidt, et al., 2006), mais certaines études, particulièrement les études en STCD, suggèrent également un rôle de l’AOL (Marshall, et al., 2006; Marshall, et al., 2011). Les études futures devront préciser le rôle différentiel des OL et des FS dans la consolidation mnésique dépendante du sommeil chez les jeunes adultes et les personnes âgées.

2.4. Les fuseaux de sommeil : marqueurs de l’intégrité des réseaux neuronaux