Comment les déchets sont `` lavés '' de notre cerveau pendant le sommeil
Pour la première fois, une nouvelle étude a observé que le liquide céphalo-rachidien entre et sort du cerveau par vagues pendant le sommeil, aidant à éliminer les déchets.
Récemment, Actualités médicales aujourd'hui a rapporté une étude qui a révélé que les cellules immunitaires spécialisées sont plus actives dans le cerveau pendant le sommeil, occupées à effectuer des travaux d'entretien.
Les chercheurs savent que le sommeil est important - non seulement pour permettre au cerveau de se réactualiser, mais aussi pour «faire de la place» pour que les processus de «nettoyage» aient lieu.
Cependant, de nombreux mécanismes par lesquels cette élimination des déchets cérébraux a lieu pendant le sommeil restent flous.
Maintenant, des chercheurs de l'Université de Boston dans le Massachusetts ont découvert que pendant le sommeil, le liquide présent dans le cerveau et la moelle épinière - appelé liquide céphalo-rachidien - entre et sort, comme des ondes, aidant le cerveau à se débarrasser des «déchets» métaboliques accumulés.
«Nous savons depuis un certain temps qu’il existe ces ondes électriques d’activité dans les neurones. Mais avant maintenant, nous ne savions pas qu'il y avait en fait des ondes dans le liquide céphalo-rachidien aussi », explique Laura Lewis, co-auteur de l'étude.
Un processus de synchronisation complexe
La nouvelle étude - dont les résultats apparaissent dans la revue Science - comprenait 13 participants âgés de 23 à 33 ans qui ont accepté de subir des scintigraphies cérébrales pendant leur sommeil.
Le processus était délicat. Les participants devaient porter des bonnets EEG qui permettaient aux chercheurs de mesurer l'activité électrique de leur cerveau en position couchée dans un appareil IRM, où ils étaient censés dormir.
Cependant, dormir à cet endroit peut être difficile, car les appareils d'IRM sont très bruyants. «[I] l s'avère que le travail [des participants] est en fait - secrètement - presque la partie la plus difficile de notre étude», dit Lewis.
«Nous avons tout cet équipement sophistiqué et des technologies compliquées, et souvent un gros problème est que les gens ne peuvent pas s'endormir parce qu'ils sont dans un tube métallique très bruyant, et c'est juste un environnement étrange», note-t-elle.
Malgré ces défis, les chercheurs ont réussi - probablement pour la première fois - à surveiller l’activité du liquide céphalo-rachidien dans le cerveau des participants pendant le sommeil.
Ils ont vu que le liquide céphalo-rachidien semble «se synchroniser» avec les ondes cérébrales, ce qui aide probablement à éliminer les déchets cérébraux. Ces déchets comprennent des protéines potentiellement toxiques qui pourraient autrement former des accumulations susceptibles de nuire au flux d'informations entre les neurones.
Ces découvertes, ajoutent les chercheurs, pourraient également apporter un éclairage nouveau sur les mécanismes sous-jacents dans des conditions telles que la maladie d'Alzheimer, dans laquelle les plaques de protéines toxiques jouent un rôle clé dans la perte de mémoire et d'autres troubles cognitifs.
Ils expliquent également que le vieillissement normal peut être associé à un meilleur auto-nettoyage du cerveau. Avec l'âge, le cerveau humain a tendance à générer moins d'ondes lentes, ce qui peut réduire le flux sanguin dans le cerveau, ainsi que les pulsations du liquide céphalo-rachidien.
«C’est un effet tellement dramatique», souligne Lewis. «[Le liquide céphalo-rachidien pulsant dans le cerveau pendant le sommeil] était quelque chose dont nous ne savions pas du tout qu'il s'était produit, et maintenant nous pouvons simplement jeter un coup d'œil à une région du cerveau et avoir immédiatement une lecture de l'état du cerveau dans lequel une personne se trouve.»
«Quels sont les liens de causalité?»
À l'avenir, Lewis et ses collègues tentent de répondre à quelques questions intrigantes. Premièrement, ils aimeraient recruter une cohorte plus âgée pour leur prochaine étude, afin de savoir si et comment le vieillissement naturel affecte le travail du liquide céphalo-rachidien dans le cerveau.
Ensuite, ils aimeraient également établir comment les ondes cérébrales, le flux sanguin dans le cerveau et le liquide céphalo-rachidien parviennent à se synchroniser afin de «débusquer» les déchets.
«Nous voyons que le changement neuronal semble toujours se produire en premier, puis il est suivi par un écoulement de sang hors de la tête, puis une vague de liquide céphalo-rachidien dans la tête», explique Lewis. Cependant, elle ajoute que de nombreuses inconnues subsistent.
L'équipe pense que lorsque les neurones s'éteignent pendant le sommeil, ils ont besoin de moins d'oxygène, ce qui entraîne un drainage du sang du cerveau. Cela signifie à son tour que la pression dans le cerveau diminue également et que le liquide céphalo-rachidien doit donc augmenter afin de maintenir une pression normale en l'absence de sang.
«Mais ce n’est qu’une possibilité. Quels sont les liens de causalité? L'un de ces processus cause-t-il les autres? Ou y a-t-il une force cachée qui les anime tous? »
Laura Lewis
Telles sont quelques-unes des questions qui restent sans réponse.
