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D'abord, tous les animaux ont quelque chose dans leur cycle quotidien qui ressemble à du sommeil, du petit vers nématode aux mammifères, en passant par la mouche drosophile, l'abeille, les mollusques ou les poissons. Chez les mammifères, ce sont les espèces considérées comme des proies qui dorment le moins longtemps. Mais même celles qui dorment le moins, comme la girafe par exemple, un 2 heures de sommeil quotidien leur est quand même nécessaire. Aucune espèce ne semble donc échapper à ce besoin de dormir, ce qui pointe vers un rôle plus important qu'un simple repos quand il n'y a rien d'autre à faire.

Ensuite, une autre manière d'évaluer le caractère essentiel du sommeil est de regarder les conséquences de son absence ou de son manque. Dans les années '80 et '90, des expériences pas très gentilles chez les rats ont montré que la privation totale de sommeil entraîne la mort au bout d'un mois environ. Les animaux privés de sommeil s'alimentaient davantage mais leur température corporelle baissait. Cette observation trahit un sérieux dérèglement du métabolisme. Chez l'humain, on sait à quel point les troubles du sommeil peuvent avoir toutes sortes d'effets néfastes. Quand on ne dort pas assez, c'est d'abord la vigilance, la concentration et la capacité de réfléchir qui sont diminuées. On observe ensuite un ralentissement des réflexes, des troubles de la mémoire, de la fatigue musculaire, des sautes d'humeur, voire de l'agressivité et de la difficulté à se situer dans le temps ou l'espace. Et quand on en manque vraiment beaucoup, ça peut aller jusqu'à des hallucinations. En fait, le manque de sommeil serait la cause cachée de la majorité des " erreurs humaines " qui provoquent des accidents. Et manquer de sommeil sur le long terme peut être encore plus grave. Le manque de sommeil perturbe des mécanismes régulateurs qui se mettent normalement en branle durant la nuit, de sorte qu'il favoriserait des problèmes de santé chroniques comme l'obésité, le diabète ou l'hypertension.

Un autre indice qui porte à penser que le sommeil joue un ou des rôles essentiels est le phénomène de rebond compensatoire que l'on observe après une privation de sommeil. Tout le monde sait par exemple que le lendemain d'une nuit blanche, on va avoir tendance à dormir beaucoup plus longtemps que notre durée habituelle. Et c'est particulièrement vrai pour ce qu'on appelle le sommeil profond (ou sommeil lent), le plus réparateur de nos sommeils. Il y a aussi le sommeil paradoxal, celui où notre cerveau démontre une forte activité et où l'on fait nos rêves les plus complexes et fantaisistes. Si l'on prive des gens uniquement de sommeil paradoxal en les réveillant dès que l'on voit sur leur électroencéphalogramme que leur cerveau entre dans cette phase, que va-t-on observer ? Étonnamment, après deux semaines de ce traitement, durant lesquelles le sujet n'a pratiquement pas eu de sommeil paradoxal, on note peu ou pas d'effet néfaste sur son comportement. Mais durant les nuits suivant la fin de l'expérience, on observe durée de sommeil paradoxal très supérieure à la normale, comme si le cerveau avait besoin de récupérer ce temps de sommeil paradoxal perdu. Encore une fois, des choses indispensables semblent se dérouler durant la nuit pour qu'on cherche ainsi à les récupérer par la suite.

Or dans une étude publiée en 2009, Giorgio Gilestro ainsi que Cirelli et Tononi se sont intéressés à la façon dont l'éveil et le sommeil affectent les connexions nerveuses entre les neurones, les synapses, chez la mouche drosophile. Ils ont constaté que les niveaux de protéines des composants clés des synapses de leur cerveau étaient élevés après le réveil et faibles après le sommeil. Ces changements étaient liés à ce qu'on identifie à du sommeil chez la drosophile, et non à l'heure de la journée. La diminution des marqueurs synaptiques pendant le sommeil se faisait également de manière progressive durant le sommeil, et celui-ci était nécessaire à leur déclin. Ils en concluaient que le sommeil semblait participer à une certaine " restauration synaptique " altérée par les activités durant l'éveil de la mouche.

C'est ainsi que durant les années qui ont suivi, Cirelli et Tononi ont élaboré leur " synaptic homeostasis hypothesis " en la présentant par exemple dans la revue Neuron en 2014 sous le titre " Sleep and the Price of Plasticity: From Synaptic and Cellular Homeostasis to Memory Consolidation and Integration ". Pour le dire vite, l'hypothèse de l'homéostasie synaptique propose que le sommeil est ni plus ni moins que le prix payé par notre cerveau pour sa plasticité, sa capacité d'apprendre. Durant la journée, les apprentissages que fait tout animal nécessite le renforcement de certaines synapses. Mais cette augmentation de l'efficacité synaptique à différents endroits dans le cerveau a des coûts énergétiques accrus et surtout une saturation des capacités d'apprentissage due à une baisse de sélectivité des synapses à renforcer.

D'où leur proposition que le sommeil diminuerait le poids de ces phénomènes de plasticité dans nos neurones en " renormalisant " à la baisse la force de nos synapses à chaque nuit. Ils ont ainsi estimé que la surface du bout de l'axone et de l'épine dendritique qui se font face (et qui forment la synapse) augmenterait d'environ 20% durant le jour. Et l'inverse se produirait durant la nuit, c'est-à-dire une diminution d'environ 20% de la surface synaptique chez pratiquement toutes nos synapses. Peut-être pas celles renforcées la veille et qui correspondent à un apprentissage ayant une valeur importante pour nous, mais du moins de l'immense majorité des autres, correspondants à tous les détails non nécessaires encodés par notre cerveau durant une journée. De sorte qu'après une bonne nuit de sommeil, le sentiment de " reset " que l'on ressent parfois en se levant pourrait être pas seulement une impression, mais quelque chose de bien réel qui s'est passé durant la nuit dans nos synapses !

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Le sommeil, un prix à payer pour la plasticité de notre cerveau ?

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À 75 ans, un humain a dormi environ 25 années ! Ce n'est quand même pas rien de passer 8 heures par jours sur le dos, presqu'immobile, à dormir et à rêver. Pourquoi le sommeil semble-t-il si essentiel ?

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Savoir créer de nouveaux neurones améliore la mémoire et le comportement social, mais plutôt qu'augmenter, cela pourrait-il servir à réparer ? D'après de nouveaux travaux publiés dans le Journal of Neurosciences, la réponse est oui. La neurogenèse, la création de nouveaux neurones par le cerveau, permettrait la régénération des zones cérébrales endommagées.

Nous produisons de nouveaux neurones toute notre vie

Notre cerveau produit de nouveaux neurones, jusqu'à nos 90 ans. Depuis que cette idée a émergé en 1998, de nombreux travaux se sont penchés sur ce phénomène, appelé neurogenèse, et l'ont principalement localisé dans le gyrus denté. Il s'agit d'une zone délicate de l'hippocampe, partie du cerveau impliquée dans la formation des souvenirs et la gestion des émotions. " La plupart des études attribuant aux neurones hippocampiques ajoutés un rôle dans l'apprentissage et l'amélioration de la mémoire, la dépression et le comportement social", commentent les auteurs de ces nouveaux travaux dans la publication. " On ne sait pas encore, cependant, si la capacité de production de neurones au cours de la vie adulte sert également à la régénération post-lésion."

COMMENT FABRIQUER DES NEURONES. Lire VIDEO. Comment fabriquer et garder de nouveaux neurones ? et 6 règles d'or pour que votre cerveau continue de fabriquer de nouveaux neurones.

En quelques mois, les cerveaux lésés se sont régénérés

Pour le savoir, il fallait léser le gyrus denté et observer si la neurogenèse lui permettait de retrouver sa fonction.

Savoir créer de nouveaux neurones améliore la mémoire et le comportement social, mais plutôt qu'augmenter, cela pourrait-il servir à réparer ? D'après de nouveaux travaux publiés dans le Journal of Neurosciences, la réponse est oui. La neurogenèse, la création de nouveaux neurones par le cerveau, permettrait la régénération des zones cérébrales endommagées.

Nous produisons de nouveaux neurones toute notre vie

Notre cerveau produit de nouveaux neurones, jusqu'à nos 90 ans. Depuis que cette idée a émergé en 1998, de nombreux travaux se sont penchés sur ce phénomène, appelé neurogenèse, et l'ont principalement localisé dans le gyrus denté. Il s'agit d'une zone délicate de l'hippocampe, partie du cerveau impliquée dans la formation des souvenirs et la gestion des émotions. " La plupart des études attribuant aux neurones hippocampiques ajoutés un rôle dans l'apprentissage et l'amélioration de la mémoire, la dépression et le comportement social", commentent les auteurs de ces nouveaux travaux dans la publication. " On ne sait pas encore, cependant, si la capacité de production de neurones au cours de la vie adulte sert également à la régénération post-lésion."

COMMENT FABRIQUER DES NEURONES. Lire VIDEO. Comment fabriquer et garder de nouveaux neurones ? et 6 règles d'or pour que votre cerveau continue de fabriquer de nouveaux neurones.

En quelques mois, les cerveaux lésés se sont régénérés

Pour le savoir, il fallait léser le gyrus denté et observer si la neurogenèse lui permettait de retrouver sa fonction. Ainsi fut-il fait sur des souris, en les exposant soit à la toxine diphtérique, soit trois mois à une forte dose d'un facteur de croissance des vaisseaux sanguins (le VEGF) potentiellement toxiques pour cette zone du cerveau. La toxine diphtérique a sélectivement éliminé plus de 50% des neurones du gyrus denté des souris. Quant au VEGF, il permet la génération de nouveaux vaisseaux sanguins et est particulièrement surproduit par les tumeurs, qui s'en servent pour se ménager un approvisionnement en oxygène et nutriments. L'exposition prolongée entraîne le suicide des neurones, une mort cellulaire appelée apoptose.

L'équipe a ensuite surveillé la façon dont le gyrus denté s'est rétabli : en quelques mois, il s'était presque entièrement réparé grâce à l'activité des cellules souches neurales adultes, épargnées par le traitement. Ces cellules souches sont capables de s'auto-renouveler et d'évoluer en plusieurs types de cellules cérébrales, incluant les neurones. Les gyrus dentés restaurés présentaient au final une taille, une connectivité et une activité similaires à ceux des gyrus dentés indemnes.
Colorées en rose, les neurones matures du gyrus denté de souris sont nettement moins nombreux après traitement par VEGF ou toxine diphtérique (colonne du milieu) que chez les souris saines (à gauche) ou les souris au cerveau régénéré (à droite). © Licht et al., JNeurosci 2020.
Un système de protection intégré

Face aux dommages importants subis par le gyrus denté des souris, leurs organismes ont favorisé une régénération efficace en augmentant les taux de prolifération et de survie des cellules souches neurales, en restaurant une masse de neurones matures presque normale, et en facilitant le recâblage approprié des neurones régénérés à leurs partenaires. De manière prévisible, le vieillissement entraînant le déclin naturel du pouvoir de neurogenèse a également atténué la capacité de régénération de l'hippocampe.

Cette fonction régénératrice pourrait constituer un système intégré de réparation du cerveau, semblable à ceux des cellules souches de la peau et de la moelle osseuse.

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Cerveau : la zone de la mémoire peut se régénérer - Sciences et Avenir

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Savoir créer de nouveaux neurones améliore la mémoire et le comportement social, mais plutôt qu'augmenter, cela pourrait-il servir à réparer ? D'après de nouveaux travaux publiés dans le Journal of Neurosciences , la réponse est oui. La neurogenèse, la création de nouveaux neurones par le cerveau, permettrait la régénération des zones cérébrales endommagées.

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Les cellules souches apparaissent de plus en plus comme une piste sérieuse pour traiter de nombreuses pathologies nerveuses : , , lésions cérébrales... Alors pourquoi pas réparer le des morts pour ramener ces derniers à la ? Cette idée, digne d'un scénario de film de science-fiction (ou d'horreur), est le projet fou porté par une société américaine basée à Philadelphie : Bioquark.

Ce n'est pas la première fois que la société veut participer à une expérience de ce genre. En 2016, l'étude ReAnima avait été lancée en Inde, à Bangalore, avec Himanshu Bansal, un chirurgien orthopédique de l'hôpital Anupam. Son projet était de combiner plusieurs techniques pour " réanimer " 20 personnes en mort cérébrale .

ReAnima consistait à injecter aux patients des cellules souches mésenchymateuses et des qui aident à régénérer les cellules du cerveau ; ces peptides devaient être fournis par l'entreprise Bioquark. En plus de ces injections, une stimulation laser transcrânienne et une stimulation nerveuse étaient prévues. Ce projet est tombé à l'eau, stoppé net par les autorités indiennes en novembre dernier, comme le révélait alors la revue .

Mais l'entreprise ne s'est pas avouée vaincue. Cette fois-ci, d'après le , elle serait sur le point de trouver un nouveau lieu pour ses essais cliniques . Ira Pastor, PDG de Bioquark, a déclaré au site Stat que l'entreprise ferait l'annonce de cet essai en Amérique latine dans les prochains mois.

Des questions éthiques sur une expérience sans fondement scientifique

Si l'expérience suit le même que celui prévu en Inde, elle pourrait inclure 20 personnes. L'essai clinique consisterait là aussi à injecter des cellules souches provenant du , issues de la graisse, du sang... Ensuite, un mélange de peptides serait injecté dans la moelle épinière pour favoriser la croissance des nouveaux . Ce mélange, appelé , a été testé dans des modèles animaux de et de traumatismes crâniens . À cela s'ajouteraient une stimulation nerveuse et une laser de 15 jours pour pousser les neurones à établir des connexions nerveuses. Les chercheurs pourraient alors suivre les effets de ce traitement grâce à des électroencéphalogrammes .

Mais un tel protocole soulève de nombreuses interrogations : comment mener un essai clinique sur des personnes officiellement décédées ? Si la personne retrouve une certaine activité cérébrale, dans quel état sera-t-elle ? Donne-t-on de faux espoirs aux familles avec un traitement qui risque d'être long ?

Or, rien ne laisse penser qu'un tel protocole puisse fonctionner. L'entreprise n'a même pas testé le traitement complet sur des modèles animaux ! Les traitements évoqués, comme l'injection de cellules souches ou la stimulation transcrânienne, ont pu être testés dans d'autres situations, mais pas dans le cas de morts cérébrales. Dans un article paru en 2016 , la neurologue Ariane Lewis et le spécialiste de bioéthique Arthur Caplan signalaient que l'expérience n'avait aucun fondement scientifique et qu'elle donnait aux familles un " faux et cruel espoir de rétablissement ".

Bioquark envisage un essai clinique en Amérique latine.

Il s'agit de redonner vie à des personnes décédées grâce à des cellules souches et des stimulations électriques.

Un tel essai était prévu en Inde mais a été interdit par les autorités en 2016.

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Ils veulent réveiller les morts avec des cellules souches

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Les cellules souches apparaissent de plus en plus comme une piste sérieuse pour traiter de nombreuses pathologies nerveuses : , , lésions cérébrales... Alors pourquoi pas réparer le des morts pour ramener ces derniers à la ? Cette idée, digne d'un scénario de film de science-fiction (ou d'horreur), est le projet fou porté par une société américaine basée à Philadelphie : Bioquark.