Le sommeil interrompu nuit à la mémoire

En utilisant une nouvelle technologie pour perturber la continuité du sommeil chez la souris sans modifier d'autres variables, les scientifiques ont conclu que l'interruption du sommeil nuit à la mémoire. Dans le premier numéro du 25 juillet 2011, Actes de l'Académie nationale des sciencesDes chercheurs de l'Universtiy de Stanford aux États-Unis décrivent comment ils ont utilisé l'optogénétique pour cibler des neurones spécifiques et ont constaté qu'une quantité minimale de sommeil continu était cruciale pour la consolidation de la mémoire.
Les personnes atteintes de certains troubles neurologiques et psychiatriques qui affectent la continuité du sommeil sans affecter le sommeil ou la qualité du sommeil ont souvent des problèmes de mémoire. Ces conditions comprennent l'apnée du sommeil, où la personne cesse de respirer et peut vivre des centaines de «micro-éveils» par nuit et de l'alcoolisme.
Bien que les scientifiques soupçonnent depuis longtemps que la continuité du sommeil est importante pour la mémoire, elle n’a pas été facile à étudier car la technologie permettant de manipuler la continuité du sommeil sans affecter les autres variables comme la qualité et la durée globale n’était disponible que récemment.
Même lorsque vous essayez de réveiller un rongeur de laboratoire en utilisant une «manipulation en douceur», cela peut augmenter le niveau de stress, ce qui rend impossible la mesure du résultat dû à une interruption du sommeil ou à un stress accru.
Co-responsable de l'étude, le Dr Luis de Lecea, professeur associé de psychiatrie et de sciences du comportement, qui étudie actuellement les circuits neuronaux sous-jacents à l'éveil, a expliqué à la presse:
"Les rongeurs sont très sensibles aux réveils physiques. Si vous éveillez un animal, il se lèvera pendant un certain temps et il subira du stress."
Le défi consistait donc à mettre au point une technologie qui excite les circuits cérébraux clés pendant de très courtes périodes de sommeil sans affecter l'intensité et la durée et causer du stress.
L'optogénétique utilise la lumière pour contrôler les cellules génétiquement modifiées pour répondre aux impulsions lumineuses. Il s’agit d’un nouveau domaine interdisciplinaire qui combine l’optique et la génétique pour manipuler des événements uniques dans des cellules spécifiques dans des tissus vivants, en utilisant des temps de milliseconde pour opérer dans des délais similaires à ceux des processus biologiques cibles.
De Lecea décrit la méthode comme "une manière très fine et très subtile de fragmentation du sommeil".
Ses collègues et lui écrivent dans leur journal:
«Nous avons optogéniquement ciblé les neurones hypocrétine / orexine, qui jouent un rôle clé dans les processus d’excitation. Nous avons utilisé l’optogénétique pour activer ces neurones à différents intervalles chez des souris et fragmenter le sommeil sans en affecter la quantité ou l’intensité.
Les neurones hypocrétine / orexine jouent un rôle important dans la commutation des circuits cérébraux entre les états de sommeil et de veille.
Après avoir subi une manipulation du sommeil, les souris traitées ont terminé une tâche où elles ont rencontré deux objets. Un objet était nouveau pour eux et l'autre était celui qu'ils avaient rencontré auparavant. Les rongeurs passent plus de temps avec un nouvel objet que celui qu'ils ont déjà rencontré.
Les souris traitées ont mis autant de temps à explorer l'objet "familier" que le nouvel objet, montrant que leur mémoire avait été affectée. Les souris témoins n'ayant pas subi de manipulation du sommeil ont toutefois passé plus de temps à explorer le nouvel objet.
Après avoir expérimenté diverses quantités d'interruption du sommeil, les chercheurs ont conclu que "la mémoire n'était pas affectée si la durée moyenne des épisodes de sommeil était maintenue à 62 - 73% de la normale".
Le Dr H. Craig Heller, co-responsable de l'étude et professeur de biologie à Stanford, a déclaré que les résultats "indiquent une caractéristique spécifique du sommeil - la continuité - comme étant critique pour la mémoire".
Bien que les auteurs n'aient pas établi la quantité de sommeil ininterrompu dont les humains ont besoin pour éviter les troubles de la mémoire, ils ont suggéré que les problèmes de mémoire chez les personnes souffrant d'apnée et d'autres troubles du sommeil sont probablement liés à la continuité du sommeil.
Dr Asya Rolls, première auteure et chercheuse postdoctorale à Stanford, a déclaré que cette étude «n'est que la première étape dans l'examen d'un aspect du sommeil». Avec ses collègues, elle envisage maintenant d'étudier d'autres mécanismes du sommeil qui affectent la mémoire.
Les chercheurs espèrent que d'autres études utiliseront bientôt l'optogénétique pour étudier le sommeil. À l'heure actuelle, la méthode ne peut pas être utilisée chez l'homme car elle repose sur le génie génétique pour créer les cellules cibles.
Les fonds de l'Institut national de la santé mentale, de la Klarman Family Foundation et du Département de psychiatrie et des sciences du comportement de Stanford ont permis de financer cette étude.
"La rupture optogénétique de la continuité du sommeil nuit à la consolidation de la mémoire."
Asya Rolls, Damien Colas, Antoine Adamantidis, Matt Carter, Tope Lanre-Amos, H. Craig Heller et Luis de Lecea.
PNAS, Publié en ligne avant impression 25 juillet 2011, doi: 10.1073 / pnas.1015633108
Lien vers le résumé.
Sources supplémentaires: Stanford School of Medicine, Centre de ressources en optogénétique.
Rédigé par: Catharine Paddock, PhD

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