Une équipe de recherche dirigée par l’Université de Nagoya au Japon a découvert une nouvelle voie neuronale qui relie l’horloge circadienne, le stress et l’état de veille chez les mammifères. L’équipe a identifié un neurone, appelé neurone du facteur de libération de la corticotropine (CRF), qui devient excessivement actif lorsque le mammifère est soumis à un stress, ce qui pourrait déclencher une insomnie et d’autres troubles du sommeil. Leurs résultats ont été récemment publiés dans la revue Progrès scientifiques.
Les organismes vivants présentent une oscillation de 24 heures appelée rythme circadien. Chez les mammifères, l’horloge circadienne centrale, située dans les neurones du noyau suprachiasmatique du cerveau (SCN), régule le cycle veille-sommeil. Cependant, dans le cas de situations mettant la vie en danger, le signal du rythme circadien est coupé pour maintenir l’animal éveillé afin qu’il puisse échapper au danger même lorsqu’il serait normalement temps de dormir. Bien que l’arrêt temporaire du cycle veille-sommeil soit nécessaire à la survie, un stress excessif ou prolongé causé par de tels dangers peut déclencher une insomnie et d’autres troubles du sommeil.
Il est bien connu que l’horloge circadienne et le stress ont un effet sur le sommeil, mais on ne sait pas quelle voie neurale est cruciale pour la régulation circadienne du sommeil et de l’éveil. «
Dr Daisuke Ono, Institut de recherche en médecine environnementale, Université de Nagoya
Pour déterminer la voie, une équipe de recherche de l’Université de Nagoya dirigée par le professeur Akihiro Yamanaka et le Dr Ono, en collaboration avec Takashi Sugiyama de l’Olympus Corporation au Japon, a mené une étude sur des souris.
Les chercheurs se sont concentrés sur les neurones CRF – qui sont connus pour jouer un rôle dans la réponse au stress – qui sont situés dans le noyau paraventriculaire de l’hypothalamus. Ils ont étudié comment le sommeil et l’état de veille des souris seraient affectés lorsque les neurones CRF étaient activés. Les résultats ont montré que les neurones CRF activés maintenaient les animaux éveillés et les faisaient bouger vigoureusement, indiquant que leur état de veille était favorisé. Les chercheurs ont également observé que les neurones CRF restaient actifs lorsque les souris étaient éveillées et que lorsque l’activité des neurones était supprimée, l’éveil et les activités locomotrices des animaux étaient réduits.
D’autres recherches ont également montré que les neurones inhibiteurs du SCN, appelés neurones GABAergiques, jouent un rôle important dans la régulation de l’activité des neurones du CRF et que l’activation des neurones du CRF stimule les neurones de l’orexine dans l’hypothalamus latéral, ce qui entraîne la promotion de l’éveil.
L’équipe a ainsi conclu que les neurones GABAergiques du SCN contrôlent l’activité des neurones du CRF, qui régule finalement le cycle veille-sommeil. «Nous avons identifié cette voie neuronale chez les souris, qui sont des animaux nocturnes. D’autres études sont nécessaires pour élucider comment la différence nocturne et diurne est régulée dans le cerveau», explique le Dr Ono.
«Dans la société d’aujourd’hui, les troubles du sommeil sont un problème sérieux. Nous espérons que nos découvertes contribueront au développement de nouvelles thérapies pour l’insomnie et d’autres troubles du sommeil causés par le stress ou un rythme circadien perturbé.
La source:
Référence du journal:
Ono, D., et coll. (2020) Le stimulateur circadien des mammifères régule l’éveil via les neurones CRF dans le noyau paraventriculaire de l’hypothalamus. Progrès scientifiques. doi.org/10.1126/sciadv.abd0384.