L'homéostat, l'autre système qui régule le sommeil

Deux systèmes régulent le sommeil, indiquent les auteurs d'une étude publiée dans la revue Nature.

L'un d'eux est bien connu. Il s'agit de l'horloge biologique (ou circadienne) qui contribue à ajuster le sommeil et plusieurs autres processus physiologiques sur le cycle jour/nuit de l'environnement. L'autre système est beaucoup moins compris. Il s'agit de l'homéostat du sommeil.

L'homéostat mesure quelque chose d'inconnu qui se passe dans le cerveau pendant l'éveil. Quand ce quelque chose atteint un certain plafond, le besoin de dormir se fait sentir. Le système est remis à zéro pendant le sommeil et le cycle recommence au réveil, explique Gero Miesenböck de l'Université Oxford.

Avec ses collègues, il a étudié l'homéostat du sommeil dans le cerveau des mouches à fruits. Celles-ci ont également permis les premiers aperçus de l'horloge biologique il y a environ 45 ans.

Chaque mouche a environ deux douzaines de cellules nerveuses (neurones) qui contrôlent le sommeil. Ces cellules se retrouvent chez d'autres animaux et sont présumées existantes chez les humains. Elles transmettent l'output de l'homéostat du sommeil : lorsque ces cellules sont actives électriquement, la mouche est endormie ; quand elles sont silencieuses, la mouche est éveillée.

Miesenböck et ses collègues ont utilisé l'optogénétique pour stimuler la production du neurotransmetteur dopamine.

Chez les humains, les drogues qui agissent comme psychostimulants (telles que la cocaïne) augmentent les niveaux de dopamine dans le cerveau, et cet effet est aussi observé chez les mouches.

Quand le système dopaminergique était activé, les neurones contrôlant le sommeil devenaient silencieux et les mouches se réveillaient. Lorsque l'équipe stoppait la production de dopamine et attendait un moment, les neurones contrôlant le sommeil redevenaient actifs et la mouche se rendormait.

Le commutateur du sommeil est soit allumé, soit éteint. « Cela a du sens, dit Miesenböck. Vous voulez être endormi ou éveillé, mais pas dériver entre des états intermédiaires. »

La question, dit-il, est celle-ci : qu'est-ce que mesure ce système ? « Si nous connaissions la réponse, nous ferions un pas de géant vers l'élucidation du mystère du sommeil ».