108 - Rôle du sommeil lent dans l'homéostasie, la plasticité cérébrale et la protection du sommeil

Ouverture

• 08 h 45
  Mot de bienvenue
  Julie Carrier (UdeM - Université de Montréal)

Aspects fondamentaux de la régulation des oscillations en sommeil lent

• 09 h 00
  Oscillations du sommeil et plasticité neuronale
  Igor Timofeev (Université Laval)

  Une des fonctions importantes du sommeil lent est dans la consolidation de la mémoire dont le principal mécanisme est la plasticité neuronale. Le sommeil lent est caractérisé par une variété d'oscillations parmi lesquelles les ondes lentes et les fuseaux sont les activités les plus distinctes enregistrées pendant le sommeil. Ces oscillations induisent-elles une forme de plasticité? De l'ordre de 1 Hz, la fréquence d'une oscillation lente correspond à la fréquence typique qui induit une depression synaptique durable. Toutefois, les neurones corticaux produisent des séquences de pointes à haute fréquence pendant les phases actives des oscillations lentes, ce qui est typique d'une potentialisation à long terme. Savoir lequel de ces deux processus antagonistes domine reste une question ouverte. Une hypothèse largement répendue depuis plus de 12 ans suggère que les synapses des neurones corticaux sont potentialisées pendant l'état d'éveil et régulée à la baisse pendant le sommeil. A date, cette hypothèse n'a été validée par aucune expérience. Cet exposé portera sur des données expérimentales montrant que l'activité neuronale enregistrées pendant les oscillations des ondes lentes induit une potentialisation durable des synapses corticales et que le renforcement par stimulation optogénétique des ondes lentes augmente l'encodage mnésique.
  
  Travaux soutenus par les IRSC, CRSNG et FRQ-NT.

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• 09 h 45
  Des molécules d'ancrage synaptique impliquées dans la régulation du sommeil
  Valérie Mongrain (UdeM - Université de Montréal)

  Le manque de sommeil chronique est en grave recrudescence dans nos sociétés (ex : durée de sommeil réduite chez l'enfant et l'adolescent, prévalence de l'insomnie, du travail de nuit, etc.). Or, les mécanismes sous-jacents à ses effets néfastes sur le cerveau tels que des perturbations de la santé mentale, de la vigilance, des capacités d'apprentissage et de l'humeur demeurent incompris. La pression pour dormir qui augmente pendant l'éveil se répercute dans l'intensité du sommeil, qui est mesurée par les oscillations lentes en sommeil profond. Plus l'éveil dure longtemps, plus les oscillations lentes sont amples. Selon les hypothèses actuelles, ce processus dépend de la plasticité neuronale. Les éléments synaptiques qui contrôlent la plasticité des synapses sont donc des candidats prometteurs à étudier pour saisir les conséquences du manque de sommeil. Les molécules d'adhésion synaptique (MAS) sont des protéines d'ancrage qui régulent la maturation et l'activité des synapses. Plusieurs MAS sont requises à la plasticité. Récemment, en ciblant certaines MAS impliquées dans la plasticité, nous avons observés que l'expression de plusieurs familles est modulée par la durée de l'éveil. De plus, nous avons découvert que certaines MAS contrôlent la dynamique de l'intensité du sommeil en fonction de la durée de l'éveil. La présentation portera spécifiquement sur ces MAS et détaillera comment elles sont impliquées dans la régulation du sommeil et des oscillations lentes en sommeil.

Fonctions des oscillations lentes chez l'humain

• 11 h 00
  Mécanismes cérébraux associés aux changements dans les oscillations du sommeil lent au cours du vieillissement chez l'humain
  Julie Carrier (UdeM - Université de Montréal)

  Avec l'âge, le cycle éveil-sommeil change drastiquement. Nous présenterons les résultats d'études récentes de notre laboratoire illustrant certains mécanismes cérébraux associés aux changements des oscillations en sommeil lent avec l'âge ainsi que leur impact sur la cognition dans la le vieillissement normal et pathologique.

• 11 h 45
  Les oscillations du sommeil lent dans l'insomnie
  Thien Thanh Dang-Vu (Université Concordia)

  Les fonctions possibles des oscillations du sommeil lent – fuseaux et ondes lentes – ont font l'objet de nombreuses études au cours de dernières années. Parmi ces fonctions, il a été démontré que les oscillations du sommeil lent modulent la perception des stimuli sensoriels – notamment auditifs – au cours du sommeil. Il a ainsi été démontré que les fuseaux du sommeil entravent la transmission corticale des sons au cours du sommeil. De plus, la variabilité interindividuelle dans le nombre de fuseaux produits au cours du sommeil semble expliquer, du moins en partie, les différences de sensibilité au bruit entre individus au cours du sommeil. Ce rôle des oscillations cérébrales dans le maintien de la stabilité du sommeil a des implications au niveau clinique, notamment par rapport au développement de troubles du sommeil tels que l'insomnie. Nous avons ainsi récemment démontré qu'une faible densité de fuseaux du sommeil, particulièrement en début de nuit, prédisposait au développement ultérieur de difficultés de sommeil en réponse au stress. Au-delà de la physiologie du sommeil normal, les oscillations du sommeil lent semblent donc jouer un rôle important dans la physiopathologie des troubles du sommeil, en influençant leur développement et par conséquent leur prise en charge clinique.

Processus synchrones dans la production des fuseaux de sommeil

• 13 h 30
  Enregistrements intracérébraux des fuseaux de sommeil
  François DUBEAU, Birgit Frauscher (Université McGill), Jean GOTMAN, Nicolas VON ELLENRIEDER

  Chez l'humain, les générateurs neuronaux intracrâniens des fuseaux de sommeil sont surtout connus à partir de la neurophysiologie non invasive et de l'imagerie fonctionnelle qui en donne une estimation indirecte. Cette limitation peut être contournée par les enregistrements électroencéphalographiques (EEG) intracrâniens chez les patients épileptiques permettant l'étude de l'activité neuronale in situ. Nous avons étudié les corrélats intracrâniens des fuseaux à partir d'acquisitions simultanées d'EEG de scalp et intracrâniens, ainsi que les corrélats entre les fuseaux observés dans l'hippocampe et dans l'insula. Les fuseaux sur le scalp étaient accompagnés d'une augmentation de la puissance en sigma sur une grande surface corticale: l'augmentation la plus élevée a été observée dans les régions corticales frontoparietales latérales et mesiales alors que l'activité dans les régions temporo-mésiales et latérales n'augmentaient pas ou peu. L'activité intracrânienne pendant les fuseaux sur scalp n'a pas exhibée de patron stable, tout en révélant une faible synchronie entre les régions cérébrales. Les fuseaux observés dans l'hippocampe étaient plus courts et plus focaux, avec une faible synchronie dans les régions temporales (résultats similaires dans l'insula). Ces travaux suggèrent que la génération des fuseaux est influencée par une activité corticale focale, remettant en question la notion d'une origine plus globale engageant la synchronie d'oscillations à grande échelle.

• 14 h 15
  Les fuseaux du sommeil abordés sous l'angle des oscillations et des réseaux fonctionnels cérébraux
  Younes Zerouali (UdeM - Université de Montréal)

  Plusieurs auteurs suggèrent une distinction entre les fuseaux rapides (>13Hz) et les lents (<13Hz), chacun étant associé à une topographie et des processus cognitifs distincts. Afin de mieux comprendre la dynamique des fuseaux et les réseaux fonctionnels qui les supportent, nous avons enregistré simultanément l'EEG et les champs magnétiques (par la MEG) durant le sommeil. En utilisant une méthodologie de détection de la synchronie, nous avons montré que la synchronie à haute fréquence (>13Hz) dans la bande sigma se produit précocement durant le fuseau, suivie d'épisodes de synchronie à plus basse fréquence (<13Hz). De plus, en utilisant une méthode performante d'imagerie électromagnétique des sources cérébrales, nous avons pu montrer que les régions corticales les plus actives durant les synchronies précoce et tardive sont le gyrus postcentral et le lobule pariétal supérieur pour la première, et le gyrus frontal médian, le gyrus frontal supérieur et le pré-cuneus pour la seconde. Finalement, nous avons également montré que la synchronie précoce est supportée par des réseaux de connectivité principalement intrahémisphériques, tandis que la synchronie tardive est supportée par des réseaux plus étendus à grande échelle où les deux hémisphères sont densément connectés. Ces résultats supportent l'hypothèse selon laquelle les fuseaux reflètent des processus cérébraux dynamiques dont les régimes rapide et lent peuvent être associés à des processus cognitifs distincts.

Présentations orales par les étudiantes et les étudiants diplômés

Sommeil lent et plasticité motrice

• 16 h 30
  Bases neurales et neurophysiologiques de l'apprentissage et consolidation d'habiletés motrices

L'avenir de la recherche sur les oscillations en sommeil lent

Conclusion

• 17 h 45
  Mot de clôture
  Jean-Marc Lina (ÉTS - École de technologie supérieure)