Apprenez pendant que vous dormez

Une équipe de chercheurs en Allemagne a découvert qu'un certain type de mémoire s'améliore lorsque le cerveau d'une personne est stimulé par un léger courant électrique pendant une phase particulière du cycle du sommeil.

Neuroscientifique Jan Né , de l'Université de Lübeck, étudie le rôle du sommeil dans la mémoire humaine depuis une dizaine d'années. Ces dernières années, des preuves suggèrent que le sommeil paradoxal et le sommeil non-REM servent à renforcer les connexions neuronales pour différents types de souvenirs. Alors que la communauté scientifique est divisée sur la façon dont ces phases influencent la mémoire, Born et ses collègues se sont récemment concentrés sur le sommeil non paradoxal, en particulier la phase initiale, somnolente et à ondes lentes. Ils s'intéressent à son rôle dans le renforcement des mémoires déclaratives, également appelées mémoires factuelles, par opposition à d'autres types de mémoire tels que la motricité ou l'apprentissage procédural.

Vous vous souvenez mieux des choses consolidées pendant le sommeil que pas pendant le sommeil, dit Born. Notre recherche consiste à découvrir quelles étapes sont les plus importantes pour les souvenirs.

Dans des études antérieures, les scientifiques ont découvert que différentes phases du sommeil sont caractérisées par différents schémas d'activité cérébrale. Le plus connu est celui du sommeil paradoxal, une période d'activité intense au sein du cortex pendant laquelle le rêve se produit habituellement. Pendant une nuit complète de repos, le sommeil paradoxal occupe 20 pour cent du sommeil d'une personne.

Les 80 % restants sont consacrés au sommeil non paradoxal : une période de relativement peu d'action, constituée principalement d'ondes lentes et synchronisées qui traversent la surface du cerveau. On en sait moins sur cette phase relativement dormante, et Born théorise qu'en fait, ce n'est pas du tout une phase dormante. Au contraire, ce sommeil à ondes lentes peut servir de sorte de répétition secrète de ce qui a été appris avant qu'un individu ne s'endorme. C'est-à-dire que cette activité synchronisée peut en quelque sorte renforcer les connexions neuronales impliquées dans l'établissement de souvenirs à long terme, en particulier pour les faits.

Pour tester cette hypothèse, Born et ses collègues ont appliqué des électrodes sur le cuir chevelu de 13 étudiants en médecine volontaires. L'ensemble du groupe a été soumis à des nuits successives de tests par divers types de stimulation. Avant d'aller dormir, on leur a demandé d'apprendre une liste de paires de mots (une tâche d'apprentissage déclaratif). Ils ont également appris un exercice de tapotement des doigts normalement associé à l'apprentissage moteur. Pendant leur sommeil, les chercheurs ont stimulé électriquement leur cerveau avec un léger courant de 0,75 hertz à des intervalles de 5 minutes pendant une période précoce de 30 minutes de sommeil non paradoxal. Le courant appliqué correspondait à la fréquence naturelle des ondes lentes du sommeil non paradoxal, et il était suffisamment faible pour ne pas déranger les volontaires pendant leur sommeil. D'autres nuits, les chercheurs ont modifié le courant et ont également appliqué des courants pendant les phases de sommeil non-REM et REM. Parfois, comme contrôle, ils n'appliquaient aucun courant.

Après chaque nuit de sommeil, les volontaires, une fois pleinement alertes, ont été invités à se rappeler les tâches qu'ils avaient apprises la veille. De tous les essais, ils se sont améliorés le plus significativement après avoir été stimulés à 0,75 hertz pendant le sommeil non paradoxal. De plus, l'amélioration, bien que faible (8 %), n'a été observée que sur la tâche de paire de mots, suggérant un lien entre le sommeil non paradoxal et la mémoire factuelle ou déclarative. Je pense que c'est un très bon indicateur qui nous fait penser que nous avons induit un modèle vraiment physiologique dans ces réseaux cérébraux, dit Born. Cette [activité] stimule à son tour le cerveau à rejouer ces souvenirs.

Il dit que même si l'amélioration mesurée était faible, le fait que l'expérience ait été testée sur des étudiants très performants - des étudiants en médecine habitués à mémoriser de grandes quantités d'informations en une seule séance - suggère que toute amélioration est significative.

Terry Sejnowski , professeur et directeur du laboratoire de neurobiologie computationnelle du Salk Institute for Biological Studies, a également étudié le rôle du sommeil dans la mémoire. Sejnowski considère les découvertes de Born comme une avancée importante dans l'étude de la consolidation de la mémoire.

Des études antérieures ont seulement montré que les améliorations de la mémoire étaient corrélées aux oscillations cérébrales, et uniquement pour les formes de mémoire non factuelles, telles que l'apprentissage moteur, explique Sejnowski. Cette étude fournit des preuves que le lien entre le sommeil et la mémoire est causal et peut conduire à un moyen pratique d'améliorer la mémoire.

Born est d'accord avec ce dernier point, et il pense qu'un jour la stimulation électrique pendant le sommeil peut être une thérapie possible pour ceux qui ont des problèmes de perte de mémoire.

Cependant, d'autres aiment Jérôme Siegel se méfient de lier le sommeil à la mémoire. Siegel, psychiatre à l'Université de Californie à Los Angeles et directeur de son Center for Sleep Research, affirme que si le sommeil peut jouer un rôle dans la formation des souvenirs, ce n'est pas un rôle essentiel. Il avertit qu'il y a un danger à mal interpréter les données lorsqu'on essaie d'établir un rôle causal.

Vous devez vous demander dans quelle mesure vous obtenez des résultats aléatoires simplement parce que vous mesurez beaucoup de variables, dit Siegel. De plus, il y a le problème des performances, où si le sommeil est plus profond, les performances sont meilleures et différentes de la mémoire.

Dans de futures études, Born prévoit de démêler les nombreuses variables de cette expérience initiale en examinant les effets de courants spécifiques et de savoir si leur application pendant des durées variables aura des effets significatifs.

Nous avons également un plan pour voir si vous pouvez utiliser la stimulation non seulement pour intensifier une phase de sommeil en cours comme le sommeil non paradoxal, dit Born, mais si vous pouvez, par exemple, changer l'état du cerveau de l'état de veille à l'état de sommeil, qui est jusqu'à présent ce que nous voyons comme un rêve – le rêve du chercheur.

cacher