Pourquoi la plupart des humains ont-ils sommeil lorsque le soleil se couche ? De nouvelles recherches sur la lumière et le sommeil permettent de mieux comprendre le fonctionnement interne de notre rythme circadien.

Avez-vous déjà été réveillé par quelqu’un qui allumait une lumière ? Avez-vous remarqué qu’il est plus difficile de s’endormir lorsque la télévision est allumée ? Si c’est le cas, vous avez fait l’expérience d’un phénomène présent chez tous les animaux diurnes : La lumière aide les animaux diurnes, c’est-à-dire ceux qui sont éveillés le jour et endormis la nuit, à rester alertes et éveillés pendant les heures de la journée. C’est le cas de l’homme, des mammifères diurnes et même de nombreuses espèces de poissons. Mais comment la lumière produit-elle cet effet sur nous ? De nouvelles recherches sur la lumière et notre rythme circadien mettent en évidence certains des neurones et des hormones impliqués.

La mécanique interne de l’endormissement

Il y a beaucoup de choses que nous ne comprenons pas encore sur le sommeil, mais nous connaissons la structure générale du processus d’endormissement. Nous commençons par nous sentir fatigués, puis nous entrons dans le stade 1 du sommeil, période pendant laquelle nous sommes encore un peu conscients de ce qui nous entoure. Le rythme cardiaque et les ondes cérébrales d’une personne en phase 1 ralentissent progressivement jusqu’à ce qu’elle entre en phase 2, ou sommeil léger. Le sommeil léger se caractérise par des ondes cérébrales très lentes, avec des bouffées d’activité occasionnelles. La personne entre ensuite dans le stade 3 du sommeil, également appelé sommeil profond. C’est à ce stade que se produit une grande partie de la restauration des cellules et du repos proprement dit. Il existe un dernier stade de sommeil, le sommeil paradoxal, qui correspond à la période pendant laquelle nous rêvons.

Tout au long de la nuit, notre cerveau alterne entre différents stades de sommeil. Chaque stade du sommeil joue un rôle particulier en nous aidant à nous réveiller reposés et frais. Le sommeil paradoxal, par exemple, est le moment où nous consolidons nos souvenirs et il s’est avéré important pour d’autres fonctions cognitives. Le stade 3 du sommeil profond est celui où les cellules du corps se rafraîchissent, ralentissant l’activité métabolique pour nettoyer les déchets métaboliques et réparer les dommages causés à l’ADN. Mais comment la lumière contribue-t-elle à ce cycle cérébral complexe ?

Lumière et sommeil : Comprendre les liens

Notre corps est conçu pour détecter la lumière et y répondre. Lorsque la lumière est détectée par des cellules de notre rétine appelées mélanopsine, des signaux sont transmis au noyau suprachiasmatique (NSC), une partie de l’hypothalamus du cerveau qui intègre les signaux et sert d’horloge maîtresse du rythme circadien. La lumière est un signal puissant qui incite à rester éveillé et constitue l’un des principaux régulateurs du rythme circadien. Par exemple, de puissantes hormones du sommeil telles que la mélatonine sont produites en l’absence de lumière.

Quelle est l’importance de la lumière dans le processus d’endormissement ? Les chercheurs ont examiné des souris dépourvues du gène de la mélanopsine, qui étaient donc incapables d’envoyer des messages sur la lumière au cerveau. Elles se comportaient comme s’il faisait nuit (ce qui signifie plus d’activité, puisqu’elles sont nocturnes) pendant de très longues périodes et avaient du mal à s’endormir. Par exemple, les humains dépourvus de récepteurs de mélanopsine ou ceux qui ont subi des lésions oculaires ont également du mal à réguler leur cycle veille-sommeil.

Le poisson zèbre et le cerveau humain

Des chercheurs ont récemment décidé d’étudier plus en profondeur l’influence de la lumière sur nos cycles veille-sommeil. Ils ont utilisé le poisson zèbre, un animal de recherche populaire parce qu’il est transparent et permet d’observer ses fonctions internes sans imagerie invasive. Le poisson zèbre est également diurne, avec un cycle veille-sommeil presque identique à celui de l’homme. Ces poissons ont été élevés pour surexprimer la protéine Prok2, qui jouerait un rôle important dans la régulation du rythme circadien. Les poissons zèbres qui produisaient un excès de Prok2 présentaient une activité circadienne plus définie, c’est-à-dire qu’ils étaient extrêmement actifs pendant la journée et dormaient davantage lorsqu’il faisait sombre. Cette réponse semble dépendre particulièrement des niveaux de lumière, car le lien était présent même lorsque d’autres facteurs environnementaux étaient contrôlés.

Nous savons maintenant que la protéine Prok2 est très importante pour nos cycles veille-sommeil. Cela pourrait avoir d’immenses implications pour la santé humaine. Des millions d’Américains souffrent de troubles circadiens, qui pourraient être traités par un médicament inducteur de Prok2 ou même par un analogue de la protéine. Cette découverte offre un nouvel espoir aux personnes qui vivent avec la fatigue, l’épuisement et les troubles du sommeil liés à ces maladies, pour lesquelles il n’existe actuellement aucun traitement efficace.

Obtenir le sommeil dont vous avez besoin

La lumière et l’obscurité jouent clairement un rôle important dans la régulation de notre sommeil et peuvent grandement influencer nos habitudes de sommeil. Si vous avez du mal à trouver un sommeil suffisamment réparateur, il existe quelques moyens d’utiliser ce lien à votre avantage :

• Tamisez les lumières de votre maison environ une heure avant l’heure du coucher.
• Évitez les écrans, y compris les smartphones, à l’heure où vous souhaitez vous endormir.
• Envisagez de prendre un supplément de mélatonine.
• Exposez-vous à une lumière naturelle intense tout au long de la journée, en particulier aux heures où vous souhaitez être le plus alerte.

Le sommeil semble plus complexe qu’on ne le pensait auparavant et dépend davantage des niveaux de lumière et d’obscurité. Ces nouvelles recherches soulignent la nécessité de contrôler son exposition à la lumière pour s’assurer d’être alerte le jour et somnolent la nuit. Cette tâche peut s’avérer difficile dans le monde moderne, où la lumière et les écrans restent allumés jusque tard dans la nuit. Si nous pourrons bientôt mettre au point des médicaments pour simuler les effets neurologiques de la lumière et de l’obscurité, nous ne pouvons pour l’instant que modifier notre environnement.