Les chercheurs identifient le “commutateur de sommeil” du cerveau

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Clifford B. Saper, MD / PhD, directeur du département de neurologie du centre médical Beth Israel Deaconess (BIDMC), et ses collègues ont découvert un ensemble de cellules nerveuses qui, à leur avis, pourrait être le commutateur qui permet de désactiver le cerveau, pour dormir. 

Dans une nouvelle étude publiée aujourd’hui dans Nature Communications , Saper et ses collègues ont démontré à des souris que ces cellules – situées dans une région de l’hypothalamus appelée noyau préoptique ventrolatéral (VLPO) – étaient en réalité essentielles au sommeil normal.

“Notre article constitue le premier test de ce qui se passe lorsque vous activez les neurones VLPO”, a déclaré Saper, également professeur de neurologie et de neuroscience à la faculté de médecine James Jackson Putnam de la Harvard Medical School. “Les résultats confirment notre observation initiale selon laquelle les cellules VLPO sont essentielles au sommeil normal.”

En travaillant avec des souris génétiquement modifiées, l’équipe de Saper a activé artificiellement les neurones VLPO à l’aide de plusieurs outils différents. Dans un ensemble d’expériences, les scientifiques ont activé les cellules neuronales à l’aide d’un faisceau de lumière laser pour les allumer, processus appelé optogentics. Dans un autre test, l’équipe a utilisé un produit chimique pour activer sélectivement les neurones VLPO. Dans les deux cas, l’activation de ces cellules entraînait profondément le sommeil.

Les résultats ont confirmé les conclusions antérieures de Saper et de ses collègues selon lesquelles ces neurones sont actifs pendant le sommeil et que les lésions qui leur sont causées provoquent une insomnie – comme le montrent les travaux ultérieurs de Saper sur les animaux de laboratoire et, en 2014, chez les personnes âgées ayant perdu des cellules du VLPO. partie du processus de vieillissement naturel.

Sur la base de ces travaux antérieurs, une autre équipe de chercheurs a annoncé le contraire. Dans une publication de 2017, des expériences stimulant les neurones VLPO ont réveillé les animaux de laboratoire. Dans leur article actuel, l’équipe de Saper a éclairci cette contradiction apparente.

“Nous avons constaté que lorsque les cellules VLPO sont stimulées une à quatre fois par seconde, elles se déclenchent chaque fois qu’elles le sont, entraînant ainsi un sommeil réparateur”, a déclaré Saper. “Mais si vous les stimulez plus vite que cela, ils commencent à ne plus tirer et finissent par cesser de tirer. Nous avons appris que nos collègues de l’autre laboratoire stimulaient les cellules 10 fois par seconde, ce qui les coupait.”

En outre, l’équipe de Saper a également constaté que l’activation des cellules VLPO provoquait une chute de la température corporelle. Les scientifiques savaient déjà que les températures chaudes activent les cellules VLPO et que la température corporelle baisse légèrement pendant le sommeil, lorsque les neurones VLPO se déclenchent.

“Nous avons pensé que c’était la raison pour laquelle les gens devaient se mettre sous une couverture chaude pour s’endormir”, a ajouté Saper.

Cependant, avec l’activation continue, la température corporelle chez les souris a chuté jusqu’à cinq ou six degrés Celsius. L’équipe de Saper a suggéré qu’une mise à feu excessive de ces mêmes neurones pourrait être responsable du sommeil prolongé et de la baisse de la température corporelle chez les animaux qui hibernent. En guise de suivi, l’équipe de Saper étudie déjà la relation entre sommeil et température corporelle dans le cadre d’études en cours.

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