La taille des pupilles change selon les phases de sommeil chez la souris, révèle pour la première fois une étude de l’Université de Genève.La pupille varie de diamètre.
Pendant le sommeil profond la pupille se contracte.
Montre-moi tes pupilles je te dirai comment tu dors ! C'est ce que vient de démontrer pour la première fois une équipe de l'Université de Genève (UNIGE), chez la souris du moins. Ils publient leurs résultats dans la revue Current Biology. On le sait, durant l'éveil, le diamètre de la pupille – trou noir au centre de l'iris - varie. Il rétrécit en cas de forte luminosité et s'élargit dans l'obscurité (réflexe pupillaire) afin de laisser entrer la lumière nécessaire à une bonne vision. Mais la pupille change aussi de taille selon l'état d'activité cérébrale ! "La pupille est une véritable fenêtre sur le cerveau, assure ainsi Daniel Huber professeur assistant du département de neurosciences fondamentales de l'UNIGE, co-auteur de l'étude. Rien qu'en la regardant on peut dire quelle est l'activité du cortex". De fait, pendant l'éveil, plus l'activité est importante - état de vigilance, d'attention, de stress, d'émotion ou d'événement imprévu par exemple- plus la pupille se dilate. L'œil captant ainsi le maximum d'informations. En revanche, en période de retour au calme, elle se contracte.
"On s'attendait à ce que la pupille se repose"
Et pendant le sommeil alors? "Jusqu'ici, on n'en savait rien, poursuit Daniel Huber, et on s'attendait plutôt à ce qu'elle ne varie pas, qu'elle se repose". Pour vérifier ce point, les chercheurs se sont tournés vers la souris. Celle-ci ayant la particularité bienvenue de dormir souvent… les yeux ouverts ! Ils ont alors inventé un procédé ingénieux. Ils ont placé une diode de lumière infra-rouge (IR) derrière la tête de l'animal et une caméra à IR devant ses yeux. Le rayonnement infra-rouge traverse les tissus (crâne, cerveau…etc) et vient illuminer la pupille "par l'intérieur", que la caméra peut alors filmer. Il ne restait plus qu'à mesurer la taille du centre de l'iris – qui apparaît comme un disque blanc - pendant que l'animal dort, son activité corticale étant simultanément enregistrée par des électrodes.
Et là… surprise. Le sommeil est découpé en plusieurs phases, REM (Rapid eyes movement ou paradoxal, pendant laquelle on rêve) et la phases non REM ou sommeil profond. "
Nous nous sommes aperçus que lors du sommeil profond NREM de grandes oscillations de l’activité cérébrale avaient lieu en même temps que des variations de diamètre pupillaire !", rapporte Daniel Huber. Plus le sommeil est profond, plus la pupille (immobile) est contractée. En revanche, lors de la phase de sommeil REM les pupilles bougent et demeurent contractées. "Ainsi donc, nous avons découvert que la taille de la pupille correspondait au stade de sommeil de l’animal avec une corrélation quasi parfaite !", se réjouit le chercheur.
Quelle pourrait bien être l’utilité d’un tel mécanisme oculaire pour l’organisme ? "Pourquoi la pupille se fatigue-t-elle à se contracter alors qu’on dort ?" Les chercheurs ont alors utilisé des gouttes d’atropine qui dilatent la pupille, sur un seul œil d’une souris endormie. Puis, ils ont envoyé un flash lumineux dans chaque œil. Observation : lorsque le flash illimine la pupille dilatée, la souris montre soudain une activité corticale proche de l’éveil. "Cela nous permet de conclure que la fonction de cette pupille est de protéger le cerveau pour ne pas qu’il se réveille en cas de lumière extérieure, lorsqu’il est dans sa phase de sommeil profond, la phase la plus importante pour consolider la mémoire", assure Daniel Huber.
Ainsi, pour la première fois, est mis en évidence un mécanisme périphérique de filtre extérieur pour protéger le sommeil.
Reste à identifier un tel mécanisme chez l’humain. "Probablement avec des patients dormant les yeux ouverts et portant des lunettes qui mesurent le diamètre de la pupille", conclut le chercheur. Mais aussi à explorer si d’autres sens, comme l’oreille interne notamment, aurait aussi un tel mécanisme de protection.
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Mots clés : pupilles,phases,sommeil
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