Cours 8 - Sommeil, veille et rythmes circadiens (complet)

Question 1

Pourquoi dit-on que le cycle sommeil-éveil est circadien?

Answer 1

Se répète selon un cycle d’environ 24h

Question 2

Décrire le moyen de mesure du sommeil, et les test qu’il combine

Answer 2

Polysomnographie, combine électrodes d’EEG (électroencéphalographie), d’EMG (électromyographie, mesure activité musculaire) et d’EOG (électrooculographie, mesure mouvement des yeux)

Question 3

Vrai/Faux : durant le sommeil, la décharge neuronale est synchronisée, c’est ce que l’EMG détecte

Answer 3

Partiellement vrai, détecté par EEG

Question 4

Nommer toutes les classes de fréquence et amplitude

Answer 4

Delta = 1 à 4 Hz, amplitude moyenne

Thêta = 4 à 8 Hz, amplitude moyenne

Alpha = 8 à 12 Hz, amplitude moyenne

Bêta = 16 à 32 Hz, amplitude faible

Gamma = 32 à 100 Hz

Question 5

Décrire les 5 états de vigilance chez l’humain

Answer 5

N1 (stade 1) : sommeil léger et endormissement

• Mouvements oculaires lents
• Grande amplitude relative d’EMG
• Prédominance Thêta (4-8 Hz)

N2 (stade 2) - 50 à 60% sommeil total : sommeil léger avec signes distinctifs

• Aucun mouvements oculaires
• Fuseaux de sommeil (12 à 16 Hz pendant plus que 0,5 sec) et complexes K (ampli plus que 75 microV pendant plus que 0,5 sec)
• Amplitude EMG plus faible que N1
• Prédominance Thêta (4-8 Hz)

N3 (stades 3 et 4) - 20% sommeil total : sommeil profond, ondes lentes

• Aucun mouvements oculaires
• Amplitude EMG plus faible que N1 et N2
• Prédominance Delta (1-4 Hz)

Sommeil paradoxal (REM) - 20 à 25% sommeil total : évènements toniques et phasiques

• Mouvements oculaires rapides (REM)
• Amplitude EMG la plus faible (atonie)
• Prédominance Thêta (4-8 Hz)

Éveil

Question 6

Vrai/Faux : la fréquence prédominante d’un stade de sommeil est la seule détectée sur l’EEG

Answer 6

Faux, des signaux de toutes les fréquences peuvent être détectés dans tous les stades du sommeil après une analyse spectrale par FFT de l’EEG

Question 7

Qu’indique la présence de fréquences non caractéristiques d’un stade de sommeil sur l’analyse spectrale d’un EEG?

Answer 7

Un sommeil de qualité plus faible, donc plus on a de fréquences non caractéristiques dans un stade, plus la qualité de ce stade est faible

Question 8

Décrire les variations dans les stades du cycle de sommeil durant la nuit

Answer 8

• N1 est slm présent au début de la nuit
• N2 est le stade prédominant dans les cycles
• N3 prédomine durant le premier cycle, puis devient rare
• Sommeil paradoxal devient progressivement plus long au fil des cycles

Question 9

Donner quelques différences inter et intra-individuelles qui justifie la variabilité du sommeil

Answer 9

Intra :

• Développement
• Vieillissement (plus jeune = meilleur sommeil)
• Maladie, médicaments, expérience de vie, etc.

Inter :

• Horaire préféré (moment préf. pour dormir)
• Durée habituelle et besoin de sommeil
• Position et routine de sommeil

Question 10

Séparer les structures liées au sommeil et à l’éveil

Answer 10

Éveil : système réticulaire activateur ascendant

• Noyau raphé, hypothalamus latéral, locus coeruleus
• Tegmentum pédoculo-pontin et latéro-dorsal

Sommeil :

• Aire préoptique ventro-latérale (POVL)
• Thalamus

Question 11

Qu’est-ce que l’interrupteur du sommeil

Answer 11

Modèle d’inhibition mutuelle des structures d’éveil (SRAA) et de sommeil (POVL) selon lequel lorsqu’un des circuit est activé (ex. On est éveillé), l’autre est inhibé (ex. Les structures POVL sont alors inactives). Le système inhibé change («flip» de l’inhibition) lors du passage d’éveil à sommeil, et de sommeil à éveil, comme un interrupteur.

Question 12

Donner quelques fonctions ayant lieu durant le sommeil

Answer 12

1) Sécrétion hormone de croissance
2) Activation réponse immunitaire
3) Maintien homéostasie
4) Maturation du SNC, synaptogenèse
5) Fonctions cognitives (attention, apprentissage et mémoire, émotions)
6) Métabolisme, santé cardiovasculaire et autres

Question 13

Donner les deux processus de régulation de la pression du sommeil (tendance à vouloir dormir)

Answer 13

1) Process. circadien (C) : contrôle propension circadienne à l’éveil, origine du noyau suprachiasmatique (NSC) de l’hypothalamus
2) Process. homéostatique (S ou H) : contrôle intensité du sommeil en fonction de durée et qualité de l’éveil (plus on est éveillé longtemps et plus on travaille fort pendant l’éveil, plus le sommeil subséquent est intense). Origine probablement diffuse

Question 14

Quelles sont les conséquences d’un éveil prolongé?

Answer 14

• Augmentation de la fatigue
• Augmentation de l’intensité du sommeil subséquent
• Diminution de la performance
• Diminution de la vigilance

Question 15

Vrai/Faux : on mesure l’intensité du sommeil par la synchronie des ondes de hautes fréquences en sommeil paradoxal

Answer 15

Faux, par la synchronie corticale dans les ondes de basses fréquences (surtout Delta) en sommeil non-REM

Question 16

Vrai/Faux : lors du sommeil, la synchronie permet des arrêts complets périodiques de l’activité neurale

Answer 16

Vrai

Question 17

Décrire les oscillations lentes (SW) caractérisant le sommeil non REM, et les conséquences d’un manque de sommeil sur ces oscillations

Answer 17

Deux phases de SW, une positive lors de laquelle neurones déchargent en bouffées, et une négative durant laquelle sont surtout silencieux (voir diapo 30)

Manque de sommeil cause augmentation de l’activité Delta (augmentation densité, amplitude et pente des SW).

Question 18

Vrai/Faux : le mécanisme d’homéostasie du sommeil dépend de changements de la plasticité neuronale et de modulations des propriétés synaptiques

Answer 18

Vrai

Question 19

Quelle molécule est responsable de la régulation du cycle circadien, et quelle structure centrale la sécrète?

Answer 19

La mélatonine, la glande pinéale

Question 20

Donner les 4 propriétés fondamentales des rythmes circadiens

Answer 20

1) Ubiquitaires (dans tous les organismes)
2) Endogènes (contrôlés par des facteurs internes)
3) Compensation de température (temp. corporelle fluctue selon rythmes)
4) Synchronisation avec l’environnement (lumière)

Question 21

Vrai/Faux : pour un même organisme, le rythme circadien est identique pour tous les tissus

Answer 21

Faux, il peut y avoir des variations tissu-spécifiques entre les organes par exemple

Question 22

En quoi est-ce que la rétine participe à la synchronisation du rythme circadien avec l’environnement

Answer 22

Envoie des projections au noyau suprachiasmatique de l’hypothalamus, qui sont relayées à la glande pinéale qui sécrète la mélatonine

Question 23

Schématiser la boucle de rétroaction moléculaire (TTFL) passant par CLOCK et BMAL1

Answer 23

Voir diapos 39 (schéma) et 40 (explications)

Question 24

Donner les conséquences de mutation de CLOCK et BMAL1 À REVOIR

Answer 24

Perte du rythme circadien d’expression des gènes de la voie TTFL, et perte de l’impact de la lumière sur le contrôle du rythme, en plus de dérégulation des fonctions liées aux gènes de l’horloge

Question 25

Donner les autres fonctions des gènes de CLOCK (de l’horloge)

Answer 25

• Métabolisme (lipides, glucides)
• Cycle cellulaire/Cancer
• Vieillissement
• Immunité
• Système cardiovasculaire
• Humeurs/maladies
  psychiatriques

Ex. les rongeurs avec knockout CLOCK ont repousse de poil très faible

Question 26

Décrire le protocole de désynchronisation forcée et son but

Answer 26

Protocole : on modifie la durée du cycle d’activité des sujets (ex. on impose des journées de 20h, 18h, 28h, etc. au lieu de 24h)

But : démasquer période endogène d’horloge biologique et contribution des processus de régulation du sommeil aux différents paramètres du sommeil

Question 27

Vrai/Faux : en sommeil non-REM, la régulation circadien affecte surtout les basses fréquences et la régulation homéostatique affecte surtout les hautes fréquences

Answer 27

Faux, c’est l’inverse