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Posté par Isabelle le Mardi 23/01/2018 à 12:00
Les yeux, miroirs de l'âme... endormie
Des chercheurs de l'Université de Genève ont découvert une forte corrélation entre la taille des pupilles et la profondeur du sommeil.


Lorsque l'on est éveillé, les pupilles indiquent le niveau d'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) de notre cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont la motricité volontaire,...). Elles se dilatent sous l'effet de l'attention ou de l'excitation, et se contractent quand la fatigue ou l'endormissement se font sentir. Mais que se passe-t-il derrière nos paupières pendant notre sommeil (Le sommeil est un état naturel récurrent de perte de conscience (mais sans perte de la réception sensitive) du monde extérieur, accompagnée d'une diminution progressive du tonus...) ? Des chercheurs de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) de Genève (UNIGE) ont observé les fluctuations de la taille des pupilles chez des souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus,...) endormies et ont constaté une forte corrélation entre la taille des pupilles et l'activité cérébrale durant les différentes phases de sommeil. Ceci permettrait au cerveau de se couper des éléments extérieurs afin de garantir la qualité du sommeil. Ces résultats sont à lire dans la revue Current Biology.

La taille de nos pupilles varie sans cesse, que ce soit suite à un changement d'intensité de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée à la...) ou de l'activité cérébrale. En observant des souris endormies, des neuroscientifiques de l'UNIGE ont constaté que les pupilles se contractent au maximum lorsque les rongeurs semblent dormir profondément. Au contraire, elles se dilatent lors des phases de sommeil moins profond. Ces constatations ont été rendues possibles car les souris dorment parfois les paupières relevées, facilitant l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande...) oculaire (Un oculaire est un système optique complémentaire de l'objectif. Il est utilisé dans les instruments tels que les microscopes ou les télescopes pour agrandir l'image produite au plan focal de...).

Une fenêtre sur le cerveau

"Nous avons voulu vérifier si la pupille (Dans l'œil, la pupille est le trou situé au milieu de l'iris. Il nous apparaît noir étant donné que la majorité de la lumière entrant à...) pouvait être une fenêtre sur l'activité cérébrale, explique Daniel Huber, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés...) au Département des neurosciences (Les neurosciences correspondent à l'ensemble de toutes les disciplines biologiques et médicales qui étudient tous les aspects, tant normaux que pathologiques, des neurones et du...) fondamentales de la Faculté de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son...) de l'UNIGE. Nous avons donc effectué des expériences qui ont permis de mesurer l'activité du cerveau endormi et de la comparer en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel avec la taille pupillaire." Les chercheurs ont ainsi placé des électrodes pour mesurer l'activité cérébrale et utilisé des caméras infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.) afin d'observer les pupilles dans l'obscurité. "Toutefois, la pupille noire sur l'iris foncé ne ressortait pas assez bien, nous avons donc mis au point (Graphie) une nouvelle méthode de pupillométrie permettant de faire ressortir la pupille", précise Özge Yüzgec, chercheuse à la Faculté de médecine de l'UNIGE. Les chercheurs ont utilisé une lumière infrarouge capable d'illuminer l'arrière des yeux, faisant ainsi paraître en blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre lumineux continu, d'où l'image que l'on en donne...) la pupille sur les images de la caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil de prise de vues animées, pour le cinéma, la télévision ou la vidéo.) infrarouge.

Ces expériences ont confirmé que plus la pupille se contracte, plus les oscillations de l'activité cérébrale sont intenses, et donc plus le sommeil est profond. Observer la pupille permettrait dès lors de se passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) d'électrodes pour connaître l'activité cérébrale du sujet endormi.

Une protection du sommeil profond

Les neuroscientifiques se sont ensuite demandés pourquoi ce mécanisme oculaire était lié au cerveau pendant le sommeil. "Grâce à l'utilisation de gouttes similaires à l'atropine (L'atropine est un alcaloïde tropanique présent dans diverses plantes de la famille des solanacées, comme la belladone, le datura, la jusquiame et la mandragore, (des solanacées dites vireuses). Elle est souvent utilisée...), nous avons dilaté complétement la pupille d'un seul oeil de la souris profondément endormie, poursuit Daniel Huber. Puis nous avons dirigé un flash lumineux vers un des yeux à la fois." Lorsque le flash était placé face à l'?il dilaté, la souris s'est instantanément réveillée, alors que placé devant l'?il à la pupille contractée, elle a poursuivi son sommeil profond. "Ceci nous montre que ce mécanisme est probablement une protection du sommeil profond en permettant au cerveau de se couper des stimuli extérieurs", ajoute Özge Yüzgec.

Ainsi, cette recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques....) assoit non seulement le lien intime entre l'activité cérébrale et la taille des pupilles, permettant dès lors de se passer d'électrodes, mais souligne également le rôle de barrière important que jouent les yeux contre les éléments extérieurs, afin que le cerveau se repose sans dérangement. Les chercheurs de l'UNIGE vont à présent transposer cette recherche à l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est appelé un...), dont le cycle de sommeil profond est très proche de celui de la souris.


Référence publication:
Current Biology
DOI: doi.org/10.1016/j.cub.2017.12.049

Contact chercheur:
- Daniel Huber
chercheur au Département des neurosciences fondamentales - Faculté de médecine - Université de Genève

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