Le but de cet article est de montrer au travers de différentes études, les possibles liens entre les monoamines et le sommeil. Nous allons donc parler des monoamines qui sont des neurotransmetteurs.
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Introduction
La présidente de séance Christelle Peyron nous présente les différentes présentations qui vont composer ce symposium ainsi que les intervenants.
- Fatigabilité mentale : dette de sommeil, temps passé à la tâche et monoamines
- Signalisation dopaminergique dans le système circadien : ajustement du rythme des horloges cérébrales
- Interactions neurones-glie et transmission monoaminergique
Fatigabilité mentale : dette de sommeil, temps passé à la tâche et monoamines
Dans sa présentation Arnaud Rabat parle de la fatigabilité mentale et notamment la contribution de la dette de sommeil et du temps passé à la tâche. Mais aussi des potentielles implications des monoamines et adénosine. Il commence par définir la fatigue mentale comme une diminution des capacités mentales et cognitives. Les causes de la fatigue mentale sont multiples mais dans sa présentation il ne s’intéressera qu’a deux causes : dette de sommeil et temps passé à la tâche.
La dette de sommeil (Monoamine)
Il présente une étude D’Elsa Pittaras faite sur des souris
Le contexte
Les souris disposent de 4 choix. Deux choix qui présentent un désavantage sur le court terme mais qui s’avèrent avantageux sur le long terme. Puis deux choix qui s’avèrent avantageux sur le court terme mais finalement désavantageux sur le long terme.
Sur un échantillon de 54 souris les souris choisissent les options avantageuses sur le long terme au bout de 5 séries de 20 essais. Ce changement de comportement se caractérise en deux phases. L’une qui est un phase d’observation et de test des différentes options. Puis la deuxième phase d’exploitation qui leur permet de choisir l’option avantageuse sur la base des connaissances obtenues lors de la phase d’observation.
La privation de sommeil
Les souris sont privées de sommeil à la fin de la deuxième phase de test (à l’issu des 5 sessions de 20 essais). Il n’y a pas de modification dans les choix mais le délai de réponse est plus long chez les souris privées de sommeil.
Les souris sont ensuite privées de sommeil à la fin de la première phase de test (à l’issu de 2 sessions de 20 essais). De la même manière, les souris privées de sommeil ont un temps de réponse plus long. Mais en plus elles présentent moins de préférences pour les options avantageuses sur le long terme.
Les différents profils
Au cours de l’étude présenté par Arnaud Rabat, Elsa Pittaras a pu identifier trois profils de souris. Le premier profils qui s’oriente très rapidement vers les options avantageuses sur le long terme. Un deuxième profil s’orientant également vers les solutions avantageuses sur le long terme mais plus tardivement. Et enfin un troisième profil qui ne s’oriente jamais vers les solutions les plus avantageuses sur le long terme.
Elle constate avec la privation de sommeil entre la phase d’observation et la phase d’exploitation que cela accentuait le profil comportemental des souris.
Le temps passé à la tâche (Monoamine)
Beaucoup de travaux ont montré que le temps passé à la tâche induit une fatigue mentale. Quelques études ont inclus la dette de sommeil mais uniquement sur les tests d’attention soutenue. (PVT = tâche de vigilance psychomotrice)
Le contexte de l’étude
Anita Verguez et Michaël Quiquempoix ont étudié un groupe de sujets jeunes en bonne santé. Ils ont effectué en conditions normales plusieurs tests. Le KSS et trois autre tests. Le PVT pour l’attention soutenue, le Go-NoGO pour l’inhibition et le 2N-Back pour la mémoire de travail. Puis une deuxième fois après une privation de sommeil de 26h.
Le groupe était séparé en deux. Un groupe recevait un placébo et l’autre une boisson caféiné avant la phase de test.
Les résultats
La privation de sommeil entraine une altération des résultats sur l’ensemble des test. Les résultats du groupe café sont légèrement améliorés. Mais uniquement sur le test de l’attention soutenue (PVT).
Conclusion (Monoamine)
Pour conclure les différentes études présentées montrent que pour la fatigabilité de l’attention soutenue, la dette de sommeil et le temps passé à la tâche contribuent de façon équivalente.
Dans le cas de la fatigabilité de l’inhibition et de la mémoire de travail, le temps passé à la tâche est le facteur principal de contribution. La dette de sommeil vient s’ajouter à ce facteur de manière plus significative lors d’une privation totale de sommeil et moins dans des situation de restriction chroniques de sommeil.
La dette de sommeil est aussi un facteur qui contribue à la fatigabilité du processus exécutif (flexibilité) qui a comme conséquence indirect de modifier le processus décisionnel. C’est-à-dire que l’on a des comportements beaucoup plus impulsifs et beaucoup plus à risque.
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Signalisation dopaminergique dans le système circadien : ajustement du rythme des horloges cérébrales
Jorge Mendoza présente différentes études sur le système circadien dont voici les principales conclusions.
L’horloge circadienne régule les rythmes quotidiens dans le système Dopaminergique dans la zone tegmentale ventrale située dans le mésencéphale.
La signalisation dopaminergique, cependant, retourne à l’horloge circadienne dans le noyau suprachiasmatique (via le récepteur DR1) pour faciliter l’entraînement vers le cycle lumière-obscurité.
L’alimentation hédonique facilite la libération de dopamine de la zone tegmentale ventrale et entraîne les rythmes comportementaux et moléculaires dans l’horloge du noyau suprachiasmatique.
Aussi, le traitement méthylphénidate chronique modifie les rythmes circadiens.
L’horloge circadienne de la Lhb pourrait réguler l’activité circadienne de la dopamine dans la zone tegmentale ventrale. Fait intéressant, l’activité de l’horloge LHb est renforcée par la signalisation de dopamine.
Le système dopaminergique est commandé par horloge et peut représenter une force motrice pour le couplage d’horloge.
Pour aller plus loin sur ce sujet
Interactions neurones-glie et transmission monoaminergique (Monoamine)
L’objectif de la présentation de Laurent Seugnet est de montrer les liens qui peuvent exister entre les systèmes monoaminergiques, qui peuvent jouer un rôle majeur dans la régulation veille-sommeil et dans les performances cognitives.
Ainsi il présente différentes études réalisées sur des mouches principalement. Ces études impliquent la voie de signalisation de Notch et les cellules gliales du système nerveux.
Les conclusions de sa présentation
La voie de signalisation de Notch régule le sommeil et l’apprentissage, notamment la régulation homéostatique du sommeil. Elle est fortement activée au niveau des neuropiles impliqués dans l’éveil/sommeil et l’apprentissage. De même, son activité est modulée par la transmission dopaminergique.
Aussi la voie de signalisation de Notch facilite la transmission octopaminergique et dopaminergique. Par contre elle n’a pas d’effet sur la quantité totale de dopamine dan le cerveau.
Conclusion
Pour conclure, ces études sur les liens entre les monoamines et la fatigue, les cycles circadiens et les performances cognitives font avancer la science. Ainsi elles permettent de comprendre un certain nombre le chose sur le fonctionnement du sommeil. Et j’espère que tout cela permettra de mieux prendre en charge les patients.