Le sommeil profond favorise l’élimination des déchets du cerveau, ce qui favorise la santé cognitive

Les chercheurs ont découvert que les somnifères comme le zolpidem pourraient altérer ce processus en réduisant les ondes de noradrénaline, ce qui pourrait perturber l’élimination des déchets cérébraux. L’étude souligne l’importance du sommeil réparateur et son rôle dans la prévention du déclin cognitif.

Faits essentiels

• Fonction glymphatique : le sommeil profond facilite l’élimination des déchets dans le cerveau, en éliminant les protéines nocives grâce au système glymphatique.
• Ondes de norépinéphrine : pendant le sommeil profond, la norépinéphrine provoque des contractions rythmiques des vaisseaux sanguins, propulsant le liquide cérébral pour éliminer les déchets.
• Impact des somnifères : les somnifères comme le zolpidem peuvent réduire les ondes de noradrénaline, perturbant ainsi de 30 % le processus de nettoyage du cerveau.

Source : Cell Press

Une bonne nuit de sommeil ne vous aide pas seulement à vous sentir reposé : elle peut littéralement vous vider l’esprit.

Une nouvelle étude publiée le 8 janvier dans la revue Cell Press  montre  comment le sommeil profond peut éliminer l’accumulation de déchets dans le cerveau pendant les heures d’éveil, un processus essentiel au maintien de la santé du cerveau.

Les résultats offrent également un aperçu de la manière dont les somnifères peuvent perturber le système de « lavage de cerveau », affectant potentiellement la fonction cognitive à long terme.

Les scientifiques savent que le cerveau possède un système intégré d’élimination des déchets, appelé système glymphatique, qui fait circuler du liquide dans le cerveau et la moelle épinière pour éliminer les déchets.

This process helps remove toxic proteins that form sticky plaques linked to neurological disorders. However, what drives this system has remained unclear, until now.

Danish scientists found that a molecule called norepinephrine plays a key role in the brain’s cleaning in mice. During deep sleep, the brainstem releases tiny waves of norepinephrine about once every 50 seconds.

Norepinephrine triggers blood vessels to contract, generating slow pulsations that create a rhythmic flow in the surrounding fluid to carry waste away.

“It’s like turning on the dishwasher before you go to bed and waking up with a clean brain,” says senior author Maiken Nedergaard of the University of Rochester and University of Copenhagen, Denmark.

“We’re essentially asking what drives this process and trying to define restorative sleep based on glymphatic clearance.”

To find clues, Nedergaard and her team looked into what happens in mice when the brain sleeps. Specifically, they focused on the relationship between norepinephrine and blood flow during deep slumber.

They found that norepinephrine waves correlate to variations in brain blood volume, suggesting norepinephrine triggers a rhythmic pulsation in the blood vessels.

The team then compared the changes in blood volume to brain fluid flow. They found that the brain fluid flow fluctuates in correspondence to blood volume changes, suggesting that the vessels act as pumps to propel the surrounding brain fluid to flush out waste.

“You can view norepinephrine as this conductor of an orchestra,” says lead author Natalie Hauglund of the University of Copenhagen and the University of Oxford, UK.

“There’s a harmony in the constriction and dilation of the arteries, which then drives the cerebrospinal fluid through the brain to remove the waste products.”

Hauglund then had another question—is all sleep created equal? To find out, the researchers gave mice zolpidem, a common drug to aid sleep. They found that the norepinephrine waves during deep sleep was 50% lower in zolpidem-treated mice than in naturally sleeping mice.

Although the zolpidem-treated mice fell asleep faster, fluid transport into the brain dropped more than 30%. The findings suggest that the sleeping aid may disrupt the norepinephrine-driven waste clearance during sleep.

“More and more people are using sleep medication, and it’s really important to know if that’s healthy sleep,” says Hauglund.

“If people aren’t getting the full benefits of sleep, they should be aware of that so they can make informed decisions.”

The team says that the findings likely apply to humans, who also have a glymphatic system, although this needs further testing. Researchers have observed similar norepinephrine waves, blood flow patterns, and brain fluid flux in humans.

Their findings may offer insights into how poor sleep may contribute to neurological disorders like Alzheimer’s disease.

« Maintenant que nous savons que la norépinéphrine favorise le nettoyage du cerveau, nous pouvons peut-être découvrir comment offrir aux gens un sommeil long et réparateur », explique Nedergaard.

Financement:

Ce travail a été soutenu par la Fondation Lundbeck, la Fondation Novo Nordisk, les National Institutes of Health, le US Army Research Office, le Human Frontier Science Program, la Dr. Miriam and Sheldon G. Adelson Medical Research Foundation, la Fondation Simons, le Cure Alzheimer Fund, le Danmarks Frie Forskningsfond et JPND/Good Vibes.

À propos de cette actualité sur la recherche sur le sommeil et la cognition

Auteur : Kristopher Benke
Source : Cell Press
Contact : Kristopher Benke – Cell Press
Image : L’image est créditée à Neuroscience News

Recherche originale : Accès libre.
« La vasomotion lente médiée par la noradrénaline entraîne la clairance glymphatique pendant le sommeil » par Maiken Nedergaard et al .

Abstrait

La vasomotion lente médiée par la norépinéphrine entraîne la clairance glymphatique pendant le sommeil

Lorsque le cerveau passe de l’état de veille au sommeil, le traitement des informations externes diminue tandis que les processus de restauration, comme l’élimination glymphatique des déchets, sont activés. Pourtant, on ne sait pas ce qui provoque l’élimination cérébrale pendant le sommeil.

Nous avons ici utilisé un ensemble de technologies et identifié des oscillations étroitement synchronisées dans la noradrénaline, le volume sanguin cérébral et le liquide céphalo-rachidien (LCR) comme les prédicteurs les plus puissants de la clairance glymphatique pendant le sommeil NREM.

La stimulation optogénétique du locus coeruleus a induit des modifications anticorrélées de la vasomotricité et du signal du LCR. De plus, la stimulation des oscillations artérielles a amélioré l’afflux de LCR, démontrant que la vasomotricité agit comme une pompe qui propulse le LCR dans le cerveau.

Au contraire, l’aide au sommeil zolpidem a supprimé les oscillations de la noradrénaline et le flux glymphatique, soulignant le rôle critique de la dynamique vasculaire induite par la noradrénaline dans la clairance cérébrale.

Ainsi, l’organisation microarchitecturale du sommeil NREM, pilotée par les fluctuations de la noradrénaline et la dynamique vasculaire, est un déterminant clé de la clairance glymphatique.