Place des troubles du sommeil dans les syndromes post- commotionnels

1 ère partie :

A propos du sommeil

5

Nous nous proposons dans cette première partie d'aborder le sommeil à partir de différentes approches :

- Fonctionnelle, mettant en parallèle l'évolution des espèces, celle du

sommeil et les grandes fonctions de l'organisme.

- Descriptive centrée sur le sommeil normal de l'homme.

- Neuroanatomiques avec la mise en perspective des structures impliquées dans la motricité oculaire.

- Expérimentale relative aux interactions entre le sommeil et la

mémoire

- Théorique à partir de modélisations neuromimétiques mettant en évidence les aspects thermodynamiques associés au sommeil, à la mémoire et à l'adaptation.

- Physiopathologique à partir de l'étude des conséquences des

privations de sommeil.

- Clinique et séméiologique.

- Standardisée avec la classification des troubles du sommeil et de la

vigilance.

En dernier lieu nous proposons une synthèse tentant d'appréhender «la fonction sommeil» en termes d'homéostasie et d'adaptation.

6

Abord fonctionnel et phylogénèse du sommeil

L'abord fonctionnel du sommeil est un exercice difficile. Le meilleur moyen de se ridiculiser dit l'un de nos maîtres n'est il pas de trouver des fonctions au sommeil ? Les définitions fonctionnelles actuellement admises sont quasiment des lieux communs "Le sommeil est nécessaire à la prise en compte de l'expérience vécue et à l'adaptation de la réponse" (Janet - 1889) ," Le sommeil a pour objet de permettre la récupération de la période d 'éveil précédente et de préparer à la période à venir" (Feinberg - 1974).

Une approche originale, présentée par .M. Krueger (3) Fig 1, met en perspective l'évolution des organismes vivants, l'organisation de la réponse de ces organismes aux stimuli environnementaux et la fonction hypnique. Dans le cas des organismes unicellulaires il est mis en évidence des modifications fonctionnelles essentiellement métaboliques (cycles repos/activité) en réponse aux variations de l'environnement .

Evolution Etat de vigilance Fonction

Unicellulaires	Stimulus environnemental		Métabolique
Multicellulaires		Cycles Repos/Activité Stimulus environnemental

Cycles Repos/Activité

Signal humoral

Systèmes Ganglionnaires

Stimulus environnemental

Signal humoral

Activité électrique

Systèmes organisés

Stimulus environnemental

Activité électrique

Cycles Repos/Activité

Signal humoral

Cycles Repos/Activité Sommeil

Stimulus environnemental

Organisation Synaptique

Régulation
thermique

Sommeil

Cycles Repos/Activité

Activité électrique Signal humoral

Température

Fig 1 - Cycles repos activités et phylogénèse du sommeil

Chez les organismes multi-cellulaires on retrouve l'existence de signal humoral puis électrique en réponse aux fluctuations environnementales et du cycle Repos/Activité. Le sommeil, en tant que tel, se différencie de l'état de repos chez les organismes disposant d'une organisation neurale ganglionnaire. Le sommeil est alors associé à une fonction d'organisation synaptique. Durant l'éveil (Repos/Activité) la mise en oeuvre des mécanismes d'adaptation et de régulation au niveau des réseaux de neurones se traduit par une perte de la

7

capacité fonctionnelle de réponse à l'environnement. Le sommeil est alors un moment durant lequel ces mécanismes d'adaptation peuvent se dérouler de façon optimale. L'apparition de l'homéothermie (associée au sommeil paradoxal ) correspond alors à des mécanismes d'adaptation plus complexes dans lesquels est mise en jeu la thermorégulation.

L'intérêt de cette approche "du bas vers le haut" est tout d'abord d'envisager le sommeil comme étant une propriété fondamentale de populations neuronales. Au niveau du cortex cérébral il est possible de mettre en évidence l'existence de molécules mises en jeu dans les mécanismes de régulation du sommeil et augmentées lors des privations de sommeil (NGF, BDNF, Interleukine-1). A un second niveau, l'hypothèse d'une fonction cellulaire du sommeil, fait envisager que les fonctions supérieures du système nerveux central correspondent à un état évolutif postérieur. Le sommeil ayant alors un rôle essentiel lié à la régulation de l'homéostasie par le système nerveux central dans des conditions particulières (p.ex : réponse aux infections, digestion, etc...).

Cette approche est aussi celle de McGinty (2) pour qui le sommeil est un comportement assimilable, sur le plan homéostasique, à ceux de prise de nourriture ou d'adaptation à l'environnement thermique. Dans ce schéma, le sommeil est donc dépendant d'un réseau neuronal localisé dans l'hypothalamus et les structures adjacentes. Une partie essentielle de ce réseau est composée des neurones thermo-sensibles. La privation de sommeil a alors pour conséquence d'induire des perturbations de l'homéostasie et des comportements associés (chez la souris, perte de poids et des graisses, accroissement de la prise de nourriture, incapacité à prévenir les déperditions thermiques). La privation totale de sommeil aboutissant chez l'animal à la mort en une douzaine de jours dans un tableau de choc septicémique sans foyer de localisation spécifique.

Fig 2 - Evolution qualitative et quantitative des états de vigilance en fonction de l'age (d'après M.J.Challamel)

8

Abord descriptif : le sommeil normal chez l'homme

L'électro-encéphalogramme (EEG) fut la première mesure utilisée dans l'histoire de la recherche sur le sommeil. Elle reste la plus importante pour sa description. En plus des dérivation EEG, l'enregistrement polygraphique classique comporte l'électro-oculographie (EOG) et l'électro-myographie (EMG) des muscles du menton.

Cette polygraphie distingue outre l'éveil, cinq stades de profondeur du sommeil qui font l'objet d'une codification internationale (5). Les stades sont numérotés de 1, le plus léger, à 4, le plus profond. Leurs critères de définition sont les suivants :

- L'éveil : présence d'activité alpha (8-13c/s) et/ou de fréquences EEG

mixtes de faible voltage.

- Le sommeil lent ou NREM :

Superficiel- stade 1 : fréquences EEG mixtes de relativement faible voltage avec
prédominance d'ondes thêta (3,5 à 7,5c/s)

- stade 2 : présence de fuseaux de sommeil (spindles) à 12-14c/s durant 0,5s
au moins et/ou de complexes K en l'absence d'une activité lente suffisante pour parler de stade 3.

Profond - stade 3 : tracé EEG occupé par 20% à 50% d'ondes delta de grande
amplitude à une fréquence < 2c/s. Un critère d'amplitude est ajouté (=75uV crête à crête).

- stade 4 : plus de 50% d'onde delta de fréquence = 2c/sec et d'amplitude =
75uV. L'appréciation visuelle a une assez grande marge d'erreur entre stade 3 et stade 4 ce qui conduit à les regrouper sous l'appellation de SWS (Slow Wave Sleep) ou de SLP (sommeil lent profond)

- Le sommeil paradoxal : défini par l'occurrence simultanée d'un tracé EEG de type 1, de

ou SP, PMO, REM mouvements oculaires rapides et d'une diminution générale
complète de l'activité musculaire tonique de la région mentonnière.

L'organisation de ces états de vigilance n'est toutefois pas constante lors de la vie de l'individu. L'étude de l'ontogénèse des états de vigilance met en évidence à la fois une évolution qualitative, relative à la répartition de ces états lors du nycthémère et quantitative quant à leur durée. L'évolution se fait d'une organisation polyphasique vers une organisation monophasique.

9

De façon plus spécifique la composition d'un sommeil se décrit à la fois de façon qualitative et quantitative à partir de l'enregistrement polygraphique.

Les paramètres quantitatifs habituellement retenus sont :

- La durée cumulée passée en chaque stade et leur pourcentage par rapport à la durée totale du sommeil.

- Le rapport entre la somme SP (Sommeil Paradoxal) + SLP (Sommeil Lent Profond : Stade 3 + Stade 4) et le TST (Temps de Sommeil Total)

- Le rapport entre le TST et le temps passé au lit

- Les latences d'apparition du premier Stade 2, du premier Stade 4 et du premier SP

Pour schématiser on peut retenir les pourcentages de stades suivants :

Stade 1	Stade 2	Stade 3+4	Sommeil Paradoxal
5%	50%	25%	20%

Sur le plan qualitatif, l'hypnogramme présente l'organisation temporelle du sommeil. On peut décrire l'organisation en 4 à 5 cycles d'une période de l'ordre de 90 à 100 minutes ainsi que l'évolution des différents types de sommeil au fur et à mesure de l'avancée de la nuit.

Fig 3 - Représentation des stades de sommeil au moyen d'un hypnogramme

Il est ainsi possible de repérer, au moyen de l'hypnogramme, le moment d'apparition de la survenue de différents phénomènes durant le sommeil (éveils nocturnes, somnambulisme, somniloquie, énurésie, ...) et de décrire l'aspect global de celui-ci: fragmenté, instable, avec ou non absence de certains types de sommeil.

Fig 4 - Moments de survenue des principales parasomnies

10

Abord neuro-anatomique relatif à l'activité oculo-motrice

Le sommeil paradoxal est défini par l'occurrence simultanée d'un tracé EEG de type 1 (fréquences EEG mixtes de relativement faible voltage avec prédominance d'ondes thêta de 3,5 à 7,5c/s), de mouvements oculaires rapides et d'une diminution générale complète de l'activité musculaire tonique (atonie) des muscles squelettiques.

Le contrôle des muscles de la motricité volontaire est sous la dépendance des aires corticales motrices qui se décomposent en aires :

· Pyramidales (aire 4 de Brodmann ou circonvolution frontale ascendante)

· Extra-pyramidales :

- para-pyramidales de Bucy (aires 6, 4S, 19S et 24S)

- cortico-ponto-cérebelleuses (aires 5, 6, 7, 8, 20)

- cortico-oculo-cephalogyres (aires 8, 9, 19)

- psycho-motrices (aires 6, 8, 9)

Fig 5 - Vue latérale de l'hémisphère gauche montrant la cartographie cérébrale de Brodmann

L'influx nerveux élaboré au niveau des aires corticales est conduit au travers des voies motrices jusqu'aux muscles effecteurs. Les voies motrices se décomposent globalement en voies :

· Pyramidales, chargées des mouvements volontaires. Elles mêmes décomposées en faiscean cortico-médullaire (ou faisceau pyramidal proprement dit) , faisceau cortico-nucléaire direct (ou faisceau géniculé) destiné aux noyaux des nerfs crâniens (V, VII, IX, X, XI, XII), en faisceau cortico-nucléaire aberrant (Déjerine) destiné aux noyaux de l'oculomotricité (III, IV, VI) et au noyau céphalogyre du spinal médullaire (XI) innervant le trapèze et le sterno-cléido-mastoïdien.

· Extra-pyramidales assurant les mouvements semi-automatiques et associés

· Oculo-motrices, responsables des muscles extrinsèques et intrinsèques du globe oculaire.

Bien que faisant partie des voies pyramidales et extra-pyramidales les voies oculo-motrices présentent plusieurs particularités liées :

· à la spécificité du trajet du faisceau cortico-nucléaire aberrant qui, à la différence des faisceaux cortico-médullaire et cortico-nucléaire direct, n'est pas en relation avec les noyaux du pont (relai des fibres cortico-ponto-cérébelleuses) mais avec la calotte pédonculaire et la partie antérieure du faisceau de Reil (pes lemniscus median).

11

Fig 6 - Faisceaux Cortico-Médullaire, Cortico-Nucléaires direct et aberrant.

· à la coexistence d'une double musculature oculaire :

- Extrinsèque responsable des déplacements du globe oculaire, en accord avec les mouvements de la tête

- Intrinsèque, «réellement» involontaire, destinée à une meilleure adaptation du cristallin (l'accommodation) et à une protection de la rétine par le sphincter iridien (l'irido-motricité).

La motricité extrinsèque constitue le système oculo-céphalo-gyre qui associe :

· l'oculo-gyrie, assurant les mouvements conjugués des deux globes oculaires, grâce à

l'action de trois nerfs craniens :

- Le moteur oculaire commun (III)

- Le pathétique ou trochléaire (IV)

- Le moteur oculaire externe ou abducteur (VI)

· la céphalo-gyrie, assurant la rotation de la tête grâce au nerf spinal médullaire (XI), innervant les deux muscles trapèze et sterno-cléido-mastoïdien, dont la contraction unilatérale provoque la rotation de la tête, et dont la contraction bilatérale entraîne l'extension ou la flexion de la tête.

Le système oculo-céphalo-gyre utilise deux neurones :

· Central

- la voie principale volontaire est frontale (aire 8)

- la voie accessoire, semi-volontaire ou réflexe est occipitale (aire 19)

· Périphérique destiné à chacun des muscles innervés par les 4 nerfs oculo-céphalo-moteurs.

La motricité intrinsèque, entièrement réflexe est sous la dépendance des fibres pupillaires de

12

la rétine, et possède des centres situés dans les tubercules quadrijumeaux antérieurs. Elle comprend l'accommodation et l'irido-motricité.

· L'accommodation destinée à mettre au point le cristallin, comprend 4 neurones :

- rétino-tectal

- tecto-nucléaire

- pré-ganglionnaire

- post-ganglionnaire

· L'irido-motricité déclenchée par l'excitation lumineuse (réflexe photo-moteur); elle est

aussi le complément de l'accommodation. Celle-ci est sous la dépendance de deux

systèmes en équilibre :

- irido-constricteur constitué de 4 neurones :

. rétino-tectal

. tecto-nucléaire

. pré-ganglionnaire

. post-ganglionnaire

- irido-dilatateur constitué aussi de 4 neurones mais de circuit beaucoup plus long car

il met en jeu une voie ortho-sympathique.

. rétino-tectal

. tecto-médullaire

. pré-ganglionnaire

. post-ganglionnaire

1.

Fig 7 - Schématisation des voies oculo-motrices d'après Bourret et Louis

Muscle dilatateur de l'iris

2. Corps ciliaire

3.

Cristallin

4. Ganglion ophtalmique

5. Artère carotide interne

6. 3ème neurone nucléo-ganglionnaire de l'accommodation.

7. Noyau d'Edinger-Westphal

8. 1er neurone pupillaire direct de l'accommodation

9. 2ème neurone tecto-spinal de l'accommodation

10. 3ème neurone spino-sympathique de l'irrido-accommodation

11. 1ère racine rachidienne dorsale

12. 2ème racine dorsale

13. Centre ciclio-spinal de Budge

14. Noyau de Perlia

15. Tubercule quadrijumeau antérieur

16. Bras conjonctival antérieur

17. Corps genouillé externe

18. Faisceau tecto-spinal

19. 1er Neurone pupillaire direct de l'irido-constriction

20. Nerf moteur oculaire commun

21. 3ème neurone nucléo-ganglionnaire de l'irido-constriction

22. 4ème neurone ganglio-musculaire de l'irido-constriction

23. Muscle constricteur de l'Iris

24. Chiasma optique

III : noyau du nerf moteur oculaire commun

à gauche voies de l'accommodation et de l'irido-dilatation à droite voies de l'irido-constriction

13

Les fibres issues du noyau spinal médullaire émergent des cornes antérieures de la moëlle au niveau des 5 à 6 premières vertèbres cervicales. Les racines pénètrent dans la boite crâniene au niveau du foramen magnum (trou occipital) et en sortent au niveau du foramen jugulaire (trou déchiré postérieur) pour former le nerf spinal. Le nerf spinal (ou nerf accessoire) se divise à la sortie de cet orifice en ses deux branches terminales :

· La branche interne qui se jette dans le pneumogastrique à l'extrémité supérieure du ganglion plexiforme. Elle contribue à l'innervation du voile du palais, du pharynx et du larynx.

· La branche externe qui innerve le sterno-cléido-mastoïdien et le trapèze

Sur le plan fonctionnel le nerf spinal assure surtout une fonction céphalogyre. Toutefois, les muscles innervés agissent aussi par leur insertion inférieur sur l'orifice supérieur du thorax. Le nerf spinal entre en jeu dans les mécanismes de l'inspiration forcée. Le nerf spinal par ses racines bulbaires et avant de se confondre avec le pneumogastrique prend part à l'innervation du larynx, c'est à lui que reviendrait essentiellement le rétrecissement de la glotte et une grande partie de la fonction phonatoire.

Fig 8 - Branches motrices du nerf spinal (XI)

14

Abord expérimental : sommeil et mémoire

L'apprentissage modifie le sommeil

Fig 9 - Test de la piscine

L'effet de l'apprentissage sur le sommeil (6,7) peut être facilement mis en évidence au moyen de l'expérience de la piscine : l'animal est mis à l'eau dans une piscine d'eau opaque. Pour reprendre pied, il doit mémoriser l'emplacement d'une plateforme visible ou non. Dans le premier cas, il n'y a pas d'augmentation du Sommeil Paradoxal dans les 24h suivant l'entrainement (a droite). Dans le second cas, la durée du Sommeil Paradoxal augmente de 40% (à gauche).

La privation de sommeil perturbe les apprentissages

Fig 10 - Mémoire et labyrinthe en Y

L'expérience du labyrinthe en Y (8) permet d'évaluer les conséquences des privations de sommeil sur la mémoire. La souris étant placée dans un labyrinthe en Y. On ajoute de la nourriture dans l'une des branches qui lui fait face.

L'animal arrivera t-il à trouver sa nourriture du premier coup si on le prive de sommeil paradoxal ?

Oui si la branche alimentée est toujours la même ( à gauche, bleu foncé : groupe témoin, bleu clair groupe privé de sommeil paradoxal).

En revanche, lorsque l'emplacement de la nourriture est signalé par une lumière et change en essai, le taux de réponse avoisine les 50%. Ce qui revient à dire que l'animal joue à pile ou face.

15

Abord théorique : réseaux de neurones et sommeil

Modèle initial de Mac Culloch et Pitts (9 - 1943):

Le neurone est modélisé comme un système dont la sortie est fonction de la somme pondérée de ses entrées.

Fig 11 - Modélisation du neurone

Les neurones peuvent être associés entre eux pour créer des réseaux qui peuvent être caractérisés par : · Complexité · Capacité · Sensibilité au bruit · Paradigme fonctionnel Fig 12 -

16

Le perceptron et les réseaux de Hopfield (10)

Il s 'agit d 'un type de réseau caractérisé par un apprentissage dit supervisé (au moyen d' un module « enseignant»)

Une fois l'apprentissage réalisé celui-ci fonctionne sur un mode déterministe

Fig 13 - Réseau de neurones et apprentissage déterministe

Inconvénient des réseaux déterministes

Le « programme» et la « mémoire» du réseau sont constitués par les poids synaptiques propres aux différentes connexions.

Les algorithmes d' apprentissage ont pour effet de minimiser « l'énergie globale du réseau ». Toutefois, ceux-ci présentent dans certains cas le défaut de se bloquer sur des minima locaux de la fonction d'énergie.

Fig 14 - Mémoire et fonction d'énergie

Le recuit simulé et les réseaux probabilistes

17

Kirkpatrick propose en 1983 (11) d'utiliser la méthode dite du recuit simulé afin de permettre l'optimisation des systèmes complexes.

Cette méthode (connue en métallurgie pour la fabrication des alliages) est constituée de deux phases :

· Une phase de chauffage

· Une phase de refroidissement progressif permettant l 'auto-arrangement du système et la minimisation de son énergie globale

Recuit et fonction d'énergie

Fig 15 - Fonction d'énergie et recuit

Les machines de Boltzmann (12,13,14)

Il s' agit de modèles fonctionnels de réseaux de neurones probabilistes proposés initialement par Hinton 1986 et Sussmann 1988.

Ces modèles présentent des capacités d' auto-apprentissage, l' apprentissage se décomposant en deux phases alternant successivement.

· Durant la première phase l'ensemble des associations « entrées sorties » est présenté au réseau et recuit.

· Durant la seconde phase seules les entrées sont activées, les sorties pouvant évoluer

librement

Le modèle est-il légitime ?

Il existe chez le mammifère des variations de température cérébrale associées au sommeil (15 - Denoyer 1991). De même l'activité neuronale est liée à la température (Deboer 1995-1998)

Fig 16 - Evolution de la température corticale durant le sommeil chez le chat

18

Température et sommeil paradoxal :

On met en évidence, notamment chez les mammifères l'existence de variations particulières de la température cérébrale survenant de façon spécifique lors du sommeil. Ces variations sont essentiellement caractérisées par une augmentation rapide de la température qui survient de façon spécifique en début de sommeil paradoxal, puis décroît progressivement et reste stable jusqu'à la phase suivante de sommeil paradoxal. L'amplitude des variations observées est de l'ordre de 0,5°C.

On sait d'autre part que la fréquence de décharge des neurones est liée à la température, ce qui s'exprime par le coefficient Q10 (Variation de la fréquence de décharge pour une augmentation de température de 10°c), dont la valeur est habituellement de 2 à 3.

La probabilité de décharge d'un neurone est ainsi d'autant plus élevée que la température est élevée.

L' effet statistique de la température réelle sur le fonctionnement neuronal permet d'envisager l'utilisation d'un modèle formel stochastique. La fonction de recuit dans ce type de modèle permet de comprendre comment la rétention peut être la conséquence d'une minimisation des énergies. Cette minimisation de l'énergie implique un lissage c'est-à-dire, en termes de comportement, un oubli des états intermédiaires.

Activité EEG à ondes lentes et réseaux de neurones

Il est possible de proposer un modèle(16) susceptible de rendre compte du caractère périodique des ondes EEG observées dans certains états de vigilance (relaxation et sommeil). Le modèle proposé est constitué d'une chaîne de neurones électroniques (inspirés du modèle continu de Hopfield), connectés en cascade. Cette chaîne est rebouclée sur elle-même.

Chaque neurone, modélisé par un amplificateur de gain réel positif suffisamment grand associé à une cellule R-C, apporte un déphasage de: F(ù) = Arctg RC ù.

Dans un tel schéma, le rebouclage du dernier circuit sur le premier engendre une

oscillation dont la fréquence est:

1 2ð f = tg ( 2 ð RC N

)

2 ð 2 ð

( ) ?

Dans la mesure où N est très grand N N

f 1 =

NRC

et

tg

(La fréquence d'oscillation d'un système composé de N cellules est telle que le déphasage total apporté par les N neurones doit être de 2 ð. La fonction de transfert pour chaque cellule est alors telle que : 2 ð / N = Arctg RC ù)

Il existe alors une relation inversement proportionnelle entre la fréquence d'oscillation du système et le nombre de neurones compris dans la boucle. Ceci répond sur le plan descriptif à la notion classique de synchronisation EEG ou de désactivation, et sur le plan physiologique suggère qu'il existe une relation entre fréquences lentes EEG et découplage neuronal

Fig 17 -

Fréquence d'oscillation d'une population neuronale

19

Bien que très simple, ce modèle nous parait pouvoir rendre compte : - d'une capacité d'auto-oscillation (d'auto-oscillation) d'un système de réseaux de neurones chaînés, - de la cohérence observée de l'EEG pendant les épisodes Delta du sommeil à ondes lentes. Il est en accord avec l'hypothèse d'une origine corticale du sommeil à ondes lentes.

L'évolution de la fréquence de l'EEG lors du sommeil à ondes (sommeil à ondes) lentes amène à rechercher un mécanisme de «couplage sériel» des différentes aires fonctionnelles.

SOMMEIL A ONDES LENTES ET LOI DE HEBB

La loi de Hebb, relative à l'évolution du poids synaptique peut être exprimée de la façon suivante (1-2) :

· Si deux neurones partageant une synapse (pré et post) sont activés simultanément (de façon synchrone), alors le poids de cette synapse est augmenté.

· Si deux neurones partageant une synapse sont activés de façon asynchrone, alors le poids de cette synapse est diminué.

Durant le sommeil à ondes lentes, l'activité électrique dans la bande DELTA est caractérisée par une augmentation de la cohérence intra-hémisphérique en fonction du stade de sommeil (17). Par ailleurs il a été proposé l'existence de rapports de phase entre l'activité fronto-centrale et occipitale (18).

La mise en évidence de rapports de phase et d'une cohérence élevée de l'EEG durant le sommeil profond autorise l'application de la 2ème loi de Hebb aux populations neuronales associées à l'électrogénèse du sommeil à ondes lentes. On peut alors élaborer l'hypothèse fonctionnelle qu'une fonction d'oubli (caractérisée par la diminution des poids synaptiques) serait associée au sommeil à ondes lentes.

FILTRAGE - RECUIT HYPOTHESE POUR UN PROCESSUS DE TRAITEMENT DE L'INFORMATION A DEUX ETAPES :

Durant le sommeil à ondes lentes la cohérence intra-hémispérique de l'activité delta s'accroit avec le stade de sommeil(17). On met en évidence un rapport de phase entre l'activité EEG centro-frontale et occipitale (18). Le haut niveau de cohérence de l'EEG associé à l'existence de ce rapport de phase permet d'envisager qu'une fonction de filtrage (caractérisée par la diminution des poids synaptiques) est associée au sommeil à ondes lentes. Cette fonction agirait comme un filtre «passe bas» pour les informations mémorisées drant l'éveil.

Le recuit-simulé (19) est couramment utilisé pour l'optimisation des apprentissages. Ce processus à deux étapes optimise l'énergie associée aux patterns. L'existence de variations de l'activité neuronale en fonction de la températures permet de proposer qu'une fonction d'optimisation des apprentissages de type «recuit» est associée au sommeil Paradoxal.

20

Abord physiopathologique des privations de sommeil

Pour Carol Everson (20) les conséquences des privations de sommeil prolongées chez l'animal sont caractérisées par : - un hypercatabolisme avec diminution pondérale bien que la prise alimentaire soit conservée , - un hypométabolisme cérébral notamment au niveau thalamique, hypothalamique et du système limbique, - des anomalies endocriniennes avec diminution de la thyroxine plasmatique secondaire à une perturbation de la régulation hypothalamo hypophysaire, - une perte de la capacité de défense immunitaire avec septicémie léthale et hypothermie. De façon caractéristique, à l'examen anatomopathologique, on ne retrouve pas de foyer inflammatoire ce qui traduit une perte des défenses immunitaires. Les germes retrouvés sont généralement opportunistes.

Chez l'homme, les rares éléments cliniques relatifs aux privations totales de sommeil nous sont apportés par la connaissance historique. Dans la Chine ancienne les condamnations à mort s 'effectuaient par privation de sommeil. Lors de l 'exécution des sentences, les condamnés pouvaient réclamer toutes les jouissances d 'ici bas, mais, dès que le sommeil les gagnait, leurs gardiens les maintenaient éveillés par des coups ou autres sévices. Après une douzaine de jours, la folie survenait, puis, quatre ou cinq jours après, c 'était la mort dans d 'atroces souffrances (soit une quinzaine de jours après le début de la privation totale, le délai est du même ordre que celui retrouvé chez l'animal).

L'étude des modifications de la réponse immunitaire secondaire aux privations de sommeil fait actuellement l'objet d'études avec des protocoles variés (privations transitoires et totales, privations partielles, etc....).

Lors de privations totales de sommeil sur des durées de l'ordre de 40 à 64 heures, Dinges (21) retouve une augmentation des leucocytes portant essentiellement sur les neutrophiles et les monocytes, l'accroissement du nombre des monocytes se faisant de façon proportionnelle à la durée de la privation, la normalisation se faisant avec la récupération, la réponse lymphocytaire est, quant à elle, difficile à évaluer.

Se basant sur l'hypothèse d'une action immunosuppressive du sommeil, Pollmächer (22) a étudié l'effet de privations de sommeil de 40h sur la réponse immunitaire à l'endotoxine. Il observe seulement une diminution de la réponse fébrile sans modification de la libération des cytokines ni perturbations neuro-endocriniennes.

De leur côté, Michael Irwin & Christian Gillin (23) mettent en évidence une relation entre le sommeil et les aspects cellulaires de la réponse immunitaire se traduisant notamment par : - une corrélation entre l'EEG et l'activité des Lymphocytes NK chez les patients atteints de dépression majeure, - une diminution de la fonction immunitaire chez les sujets atteints d'insomnie primaire, - une réduction de l'immunité cellulaire de façon consécutive aux privations partielles de sommeil, - l'accroissement nocturne de l'interleukine 6 lié au sommeil, - une diminution de l'interleukine 6 associée à un accroissement des cytokines inhibitrices, interleukine-10, chez les patients alcooliques présentant une perte du sommeil à ondes lentes.

Pour Fehm & al l'interaction sommeil-immunité se traduit aussi par une perturbation de la réponse immunitaire observée à la suite de vaccinations. Les sujets mis en privation de sommeil après vaccination présentent un taux d'Anticorps circulants moins élevé que ceux qui n'ont pas subi de privation de sommeil (Fig18).

21

Fig 18 - Effet de la privation de sommeil sur l'évolution du taux d'Ac circulants (d'après Fehm & al)

Pour notre part (24) , nous retrouvons, à partir de l'étude d'une population de 38 000 sujets ayant bénéficié d'examens de santé, l'existence de différences significatives des paramètres biologiques (accroissement des triglycérides) Fig 19. et de la fonction immunitaire (accroissement des leucocytes) Fig 20. chez les sujets présentant une plainte relative au sommeil. Les perturbations retrouvées au niveau de la formule sanguine sont du même ordre que celles observées par Dinges. L'analyse de la répartition par catégorie socioprofessionnelle de cette population montre notamment une prévalence accrue de la plainte concernant le sommeil chez les sujets de sexe masculin en situation de chômage. Ceci pose de façon aigüe de nombreuses questions notamment : - sur le rôle des facteurs environnementaux (stress, temps de transport, chômage ,etc...) susceptibles d'induire une dyssomnie, - sur les conséquences exprimées en terme de privation de sommeil des dyssomnies, - sur la prise en charge thérapeutique des dyssomnies de façon large.

Masculin, inf à 25 Masculin, de 25 à 45 Masculin, de 45 à 60 Masculin, de 60 à 75 Masculin, plus de 75

Féminin, inf à 25 Féminin, de 25 à 45 Féminin, de 45 à 60 Féminin, de 60 à 75 Féminin, plus de 75

Masculin, inf à 25 Masculin, de 25 à 45 Masculin, de 45 à 60 Masculin, de 60 à 75 Masculin, plus de 75

Féminin, inf à 25 Féminin, de 25 à 45 Féminin, de 45 à 60 Féminin, de 60 à 75 Féminin, plus de 75

Graphe des interactions pour Triglycérides (mmol/l) Effets: TBS * Sexe * Cat Age CES

Barres d'erreurs: #177; 1 Erreurs(s) standard(s)

Graphe des interactions pour Leucocytes (giga/l)

Effets: TBS * Sexe * Cat Age CES

Non

Non

Moy. des cellules

Oui

Moy. des cellules

Oui

7,8

7,6

7,4

7,2

7

6,8

6,6

6,4

6,2

6

5,8

1,6

1,5

1,4

1,3

1,2

1,1

1

,9

,8

,7

Fig - 19 Triglycérides et troubles du sommeil Fig 20 -Leucocytémie et troubles du sommeil

De façon plus générale, l'ensemble de ces interactions sommeil immunité pose de nombreuses questions. Ce d'autant plus que l'approche "du bas vers le haut " proposée par Krueger met en évidence l'importance des facteurs environnementaux au sein de cette régulation complexe. L'état de privation partielle de sommeil est relativement fréquent au cours de la vie (hospitalisations, évènements familaux ou professionnels). Il est alors important de poser la question de l'implication du sommeil dans la morbidité associée à ces

22

évènements. La mise en place d'une conduite préventive d'un état de privation de sommeil pouvant alors être considérée comme un acte d'hygiène (respect des rythmes de l'individu, limitation des expositions intempestives aux bruits et à la lumière, prévention de l'anxiété, .....). En dernier lieu cette approche fonctionnelle éclaire d'un jour nouveau la théorie de la reprogrammation génétique développée par M. Jouvet. En effet, autant il est difficile de concevoir la mise en oeuvre des processus de reprogrammation comme procédant directement des fonctions hypniques d'apparition relativement récente dans l'évolution, autant il est facile de les intégrer comme processus basiques, similaires à ceux de l'intégration de gènes de resistance par les bactéries dont l'expression serait très fortement contrôlée par le paradigme hypnique.

23

Abord clinique des troubles du sommeil :

Celle-ci est articulée en six parties :

- Approche biographique du sujet - Antécédents médico-chirurgicaux - Habitudes de vie

- Plainte du sujet et anamnèse - Examen clinique

- Examens para-cliniques

Approche biographique du sujet :

Celle-ci s'attache à préciser tout d'abord les éléments de sa biographie personnelle (date et lieu de naissance, est-il célibataire, divorcé, quel est son niveau d'études, travaille-t-il ?, ...) et familiale (profession, antécédents psychiatriques, toxicomanie, instabilité familiale, ...) des parents, enfants, frères et soeurs.

Son but est de permettre de déterminer l'environnement socio-familial du sujet.

Antécédents médico-chirurgicaux :

De façon à permettre de déterminer l'histoire naturelle de ce qui amène le sujet à consulter. On s'attachera à rechercher l'existence d'une hypertension artérielle, de ronchopathie, de troubles digestifs, d'une obésité, d'une dysthyroïdie, etc... On s'attachera à préciser l'évolution pondérale, la régularité des cycles menstruels chez la femme, l'existence de pollakiurie nocturne.

De même sera recherchée l'existence d'interventions chirurgicales (même minimes : sutures ) secondaires à un traumatisme ou à une pathologie médicale (thyroïdectomie, néphrectomie, etc..).

Sont évoqués ensuite les antécédents relatifs aux troubles psychiques de l'affectivité, de l'humeur et du sommeil. Le sujet est il sujet à des crises d'angoisse, à des épisodes dépressifs ? a t'il utilisé des psychotropes ?

Puis les antécédents relatifs au sommeil: était-il petit, moyen ou gros dormeur durant l'enfance, l'adolescence, lors du service militaire pour les garçons ? Etait -il sujet à des cauchemars, terreurs nocturnes, au somnambulisme durant son enfance ?

Habitudes de vie :

Seront précisées les consommations de substances à effet psychotrope :

- consommation de café, thé, chocolat (combien, depuis quand) - consommation de tabac

- consommation de substances non autorisées

- utilisation de tisanes de façon régulière (passiflore, etc...)

et de façon plus générale la liste de tous traitements pris de façon régulière

De même les horaires de vie en semaine et lors des périodes de repos et les aspects subjectifs associés :

- heure du lever (sujet en forme au réveil, temps de mise en route) - petit déjeuner

- début de l'activité professionnelle («coup de barre» durant la matinée) - heure du déjeuner

24

- sieste durée, aspect qualitatif, somnolence post-prandiale

- fin activité professionnelle

- activité au domicile

- heure du dîner

- activité vespérale,

- heure du coucher, endormissement

- éveils nocturnes (nombre et horaire)

- heure du réveil

Ces horaires sont-ils différents en fin de semaine et lors des périodes de congés ?

Quels sont les horaires spontanés pour lesquels le sujet se sent bien ?

Plainte du sujet et anamnèse :

Tout d'abord on effectuera le recueil de la plainte spontanée, de son caractère

handicapant ou non, de l'existence d'une revendication. De même on s'attachera à savoir si la plainte est motivée par le sujet ou par l'entourage.

Comment sont apparus les éléments motivant la plainte? S'agit il d'une évolution progressive ou est il possible de dater de façon précise l'apparition des troubles ?

Puis dans un second temps on s'attachera à rechercher les différents symptômes pouvant être associés aux troubles :

- Y a t'il des difficultés d'endormissement ?

- Le sujet se réveille-t-il la nuit ?

- A t il des comportements particuliers (agitation nocturne, hypersudation,

parle-t-il)

- Est il réveillé avant de se lever ? a-t-il tendance à se rendormir sur le petit

matin ?

- Existe-t-il des rêves particuliers à l'endormissement ou au réveil ?

- Le sujet est il particulièrement sensible aux émotions ? lui arrive-t'il d'avoir

l'impression d'avoir les «jambes coupées» par les émotions (joie ou peine)

- Ronfle-t'il ?

- S'endort-il durant la journée ?

- A t-il été victime d'accident ?

Examen clinique

On s'intéresse tout d'abord à la présentation du sujet, puis à son contact (excitation, revendication, ralentissement, mimique, etc...)

Un examen général sera ensuite pratiqué, tension artérielle, allongé puis debout, pulsations, auscultation, recherche de troubles de la mémoire, des fonctions supérieures et thymo-affectives. Examen direct ORL.

Examens para-cliniques

Evaluations biologiques en fonction des cas :

- groupage HLA en biologie moléculaire à la recherche d'un groupe HLA

DR1501/DQ0602 lié à la maladie de Gélineau

- Dosage de la 6 sulfatoxymélatonine urinaire pour l'évaluation des troubles de

la synchronisation et des rythmes circadiens.

25

Evaluations électrophysiologiques :

- Polygraphie avec saturométrie ambulatoire pour le diagnostic des syndromes

d'apnées du sommeil et l'évaluation des rythmes de sommeil.

- Polysomnographie en laboratoire de sommeil pour l'évaluation des

hypersomnies.

- Test itératif de latences d'endormissement

- Test itératif de maintien d'éveil

- Actimétrie pour l'analyse des troubles de l'organisation circadienne

- Enregistrement de la température centrale pour analyse du rythme de la

température.

- Temps de réaction simple

- Temps de réaction de choix

Evaluations subjectives :

- Agenda de sommeil (recueil sur 21 jours ou plus des horaires de lever, coucher, temps de sommeil, etc....)

- Auto-Questionnaires :

- Echelles de somnolence d'Epworth

- Echelle de fatigue de Pichot-Brun

- Echelle de matinalité/vespéralité de Horne

26

Abord standardisé : classification des troubles du sommeil

L'évocation «troubles du sommeil», amène fréquemment à l'association d'idées «insomnie». La classification actuelle se préoccupe davantage des aspects «fonctionnels» de ces troubles du sommeil et les divise en trois grandes familles :

- Troubles de l'initiation et du maintien du sommeil

- Les troubles apparaissant à l'occasion du sommeil

- Les troubles liés à l'organisation temporelle du sommeil

De façon synthétique les troubles du sommeil peuvent être regroupés selon la classification ICSD (International Classification of Sleep Disorders) dans le tableau suivant :

Troubles de l'initiation et du maintien du sommeil			Troubles apparaissant à l'occasion du sommeil	Troubles associés à des maladies organiques ou pshychiatriques
Intrinsèques	Extrinsèques	Circadiens	Troubles de l'éveil Troubles de la transition veille sommeil Associés au sommeil paradoxal	Psychoses Troubles de l'humeur Anxiété Maladies dégénératives Broncho Pneumopathie Chronique Obstructive Epilepsie
Insomnies Hypersomnies S.A.S. M.M.P.I.	Grossesse Médicaments Mauvaise hygiène du sommeil allergie alimentaire	Désynchronoses Jet Lag Travail posté

Les classifications telles celles du DSM IV posent problème essentiellement du fait que les troubles du sommeil sont étudiés principalement au travers de leur versant comportemental et non à partir d'un modèle physiologique décrivant les aspects fonctionnels associés aux états de vigilance. Toutefois l'approche comportementale à partir des considérations quantitatives (troubles du sommeil par défaut ou insomnies, troubles par excès ou hypersomnies) de ces troubles conserve son intérêt dans la recherche des facteurs étiologiques :

1. Dyssomnies par excès :

L'EXCES DE SOMMEIL

PHYSIOLOGIQUE ANORMAL

INDUIT PATHOLOGIQUE

SECONDAIRE PRIMAIRE PAR TROUBLES

DU RYTHME CIRCADIEN DU SOMMEIL

Circadien	Insuffisance de sommeil	Perturbations	Narcolepsie-Cataplexie	Syndrôme de retard
Circasemidien	Travail posté	respiratoires liées	Narcolepsie atypique	de phase du sommeil
Lié à l'âge	Vols transmérid iens	au sommeil	Hypersomnie id iopathique	Syndrome d'avance
de la grossesse	Alcool	Maladies psychiatriques	Impatiences et mouvements	de phase du sommeil
	Médicaments	Maladies neuro logiques	périodiques des membres	Syndrôme hypernycthéméral
		Maladies infectieuses
		Hypersomnie post-traumatique

27