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En termes scientifiques, le sommeil est un état d’activité cérébrale altérée. Durant le sommeil non paradoxal (non-REM), cette activité est très différente de celle de votre état éveillé, alors qu’elle lui ressemble beaucoup durant sa portion paradoxale (REM ou avec des mouvements rapides de l’œil). Mais il se produit bien des activités dans chaque phase.
«Le sommeil demeure toujours un mystère», souligne Michelle Drerup, directrice de la médecine comportementale du sommeil à la Clinique de Cleveland. «On sait que durant le sommeil non-REM et le sommeil profond, il se produit une restauration physique, encore non démontrée pour le REM. Il se produirait un encodage des souvenirs du jour et un processus de consolidation de la mémoire.»
Pendant le sommeil, il se produit aussi des changements physiques distincts dans le corps, comme des variations des mouvements oculaires et de la tension musculaire. D’autres modifications dans l’activité électrique du cerveau indiquent le début et la fin de chaque phase de sommeil. Et en parlant de phases, il y en a quatre, en plus de la phase REM, que l’on traverse de quatre à cinq fois par nuit, à condition de dormir assez longtemps.
Phase 1 du sommeil
Notre respiration et notre rythme cardiaque deviennent réguliers, nos muscles se détendent et notre température corporelle baisse. La réponse aux stimulations externes décroît, et notre conscience du monde extérieur diminue. Le moindre bruit nous réveille, et à ce point, on peut penser ne pas avoir dormi du tout. On a probablement la sensation de tomber dans le vide, caractéristique de cette phase, et certaines subissent de brèves contractions (tressautements). La phase 1 du sommeil peut durer de 5 à 10 minutes, selon la Clinique de Cleveland.
Phase 2 du sommeil
Le sommeil s’approfondit durant cette phase, et les muscles sont encore plus détendus. Les sensations physiques sont fortement atténuées, et les yeux sont fixes. L’activité électrique du cerveau se produit à une fréquence plus faible que durant l’éveil. Près de la moitié de notre temps complet de sommeil se passe en phase 2, ce qui signifie que nous passons plus de temps dans cette phase que dans toute autre, selon l’Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux. Les phases 1 et 2 représentent le cycle du sommeil léger. Ensemble, elles durent environ 20 à 30 minutes par cycle de sommeil. On retourne en phase 2 plusieurs fois durant la nuit.
Lorsque l’on fait une sieste rapide, il est conseillé de se réveiller durant cette deuxième phase. «Une sieste de 15 à 20 minutes est très reposante, car votre activité cérébrale n’atteint pas la séquence d’ondes lentes de la phase 3, précise Michelle Drerup. En phase 3, le réveil est plus difficile, et l’on peut se sentir hébété (c’est l’inertie du sommeil).»
Phases 3 et 4 du sommeil
On atteint la première de nos phases de sommeil profond – la phase 3 – en 20 à 30 minutes environ, et la seconde, la phase 4, en 45 minutes environ. À ce point, le corps est totalement détendu, et on se sent plus ou moins déconnecté de la réalité. Pour sortir quelqu’un d’un sommeil profond, il faudra faire beaucoup de bruit, ou le secouer. Réveiller quelqu’un dans une phase 4 est quasi impossible, comme pour un ours en hibernation. Il s’agit de la partie la plus reposante de la nuit de sommeil. L’activité musculaire ralentit davantage, et les yeux restent immobiles. Les phases 3 et 4 représentent environ 20% de notre temps de sommeil, un pourcentage qui diminue à mesure que l’on vieillit.
Sommeil paradoxal
Le sommeil profond cesse entre 80 et 100 minutes après l’endormissement, souvent accompagné d’un changement de position dans le lit. Pendant quelques minutes, le sommeil retombe en phase 2, avant que le cerveau ne bifurque brusquement vers le sommeil paradoxal, également connu comme le sommeil REM (Rapid Eye Movement) – MOR (Mouvement oculaire rapide) en français – le stade du sommeil avec rêves. La fréquence cardiaque augmente, la respiration s’accélère et l’activité électrique cérébrale cause de petits mouvements rapides dans l’électroencéphalogramme, semblables à ceux observés durant l’endormissement. Les muscles sont totalement détendus, mais les yeux font des mouvements rapides et brusques, tout en restant fermés. C’est de là que provient l’expression «mouvement oculaire rapide».
Les hommes ont parfois des érections durant cette phase, et les femmes une augmentation du flux sanguin vers les organes génitaux. Il se produit aussi une hausse de la production de sucs digestifs. C’est durant le sommeil paradoxal que se font la plupart de nos rêves. Chez l’adulte, le sommeil paradoxal représente environ 20% du sommeil d’une nuit. Ce pourcentage s’accroît fortement chez le nourrisson et le tout-petit.
Lorsque des personnes en bonne santé se trouvent dans un état de sommeil paradoxal, leurs muscles deviennent profondément détendus. Elles pourraient autrement mettre leurs rêves en acte, avec des conséquences potentiellement désastreuses. C’est probablement ce qui incite le cerveau à plonger le corps dans cet état de relaxation profonde, proche de la paralysie (atonie), durant cette phase. Mais chez ceux qui souffrent de certaines maladies, comme le Parkinson, cette atonie du sommeil paradoxal ne se produit pas, et les gens peuvent mettre leurs rêves en acte.
La séquence des phases de sommeil
Le sommeil suit une séquence spécifique de ces différentes phases. On termine un cycle de sommeil pour en commencer un autre, environ toutes les 80 à 110 minutes, 90 minutes en moyenne. Une nuit de sommeil débute par une phase de sommeil léger de durée variable, suivie de la première phase de sommeil profond, et d’une courte phase de sommeil paradoxal. Dans la seconde moitié de la nuit, on passe relativement moins de temps en phase de sommeil profond, alors que nos phases de sommeil paradoxal tendent à s’allonger. La phase de sommeil paradoxal finale peut durer jusqu’à 30 minutes et plus. Et puis, on se réveille.
Le schéma du sommeil paradoxal se modifie en vieillissant. Durant leur première année d’existence, les bébés passent la plupart de leur temps à dormir dans cette phase. Après l’âge de quatre ans, la proportion de sommeil paradoxal tombe à 20% de la nuit. Les gens de plus de 60 ans passent environ 15% de la nuit en phase de sommeil paradoxal. À l’exception des nourrissons, la majeure partie de notre nuit se fait en phase de sommeil léger.
Cela dit, le sommeil paradoxal représente une partie essentielle de notre sommeil, et la plupart d’entre nous n’en avons pas assez, dans notre société qui tend à dormir peu. «Si l’on dort moins, on réduit d’autant le sommeil paradoxal», qui peut être interrompu par le réveille-matin, explique Michelle Drerup. Malgré la recommandation prônant un sommeil de 7 à 8 heures par nuit, il serait préférable, avant de cibler le nombre d’heures idéal, de se concentrer sur la qualité de son sommeil, précise-t-elle. Ceci inclut la limitation des perturbations environnementales, l’identification et le traitement des troubles du sommeil, la réduction d’exposition à la lumière bleue des téléphones et ordinateurs le soir, et s’assurer de faire assez d’exercice durant la journée.
Le but des phases de sommeil
Chaque phase de sommeil a un but physiologique spécifique. La fonction principale de nos phases de sommeil léger et de sommeil profond est de produire un effet régénérateur sur divers processus dans le corps.
«On a tendance à limiter l’effet du sommeil à la nuit, alors qu’il a des conséquences sur les 24 heures de la journée, précise Michelle Drerup. On sait depuis longtemps son importance sur notre humeur et notre concentration, mais on a aujourd’hui davantage de preuves qui lient le manque de sommeil à la diminution du fonctionnement immunitaire, à la maladie d’Alzheimer et au risque cardiovasculaire. Donc, moins de sommeil ne fait pas qu’affecter votre journée, mais agit à long terme sur votre santé.»
Au cours du sommeil non paradoxal, le corps se répare, renforce les os et les muscles et fortifie le système immunitaire. À mesure que l’on vieillit, ce sommeil non paradoxal diminue considérablement, pour passer d’environ deux heures par nuit pour les moins de 30 ans, à 30 minutes après 65 ans. Et pendant le sommeil profond et le sommeil paradoxal, le cerveau se met à encoder les impressions et les souvenirs du jour. Par exemple, si vous dormez suffisamment la veille d’un examen, qui comprend plusieurs phases de sommeil profond et de sommeil paradoxal, vous vous souviendrez mieux de la matière étudiée.
Une analyse des recherches, publiée dans Biology of Mood & Anxiety Disorders en 2015, indique aussi qu’une quantité suffisante de sommeil paradoxal avant une expérience traumatisante ou angoissante, ainsi qu’aux premiers stades de la suite d’un traumatisme, peut diminuer la probabilité de développer un syndrome de stress post-traumatique (SSPT). En résumé: le sommeil est primordial pour une multitude de raisons, et nous n’avons pas fini d’en apprendre à ce sujet.
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