Les personnes qui dorment mal sont plus susceptibles que les autres d’avoir un cerveau qui semble plus vieux qu’il ne l’est en réalité. C’est ce qui ressort d’une étude approfondie menée par l’Institut Karolinska. L’augmentation de l’activité inflammatoire dans l’organisme pourrait expliquer en partie cette corrélation.

Un mauvaissommeil est associé à la démence, mais on ne sait pas si de mauvaises habitudes de sommeil contribuent au développement de la démence ou s’il s’agit plutôt de symptômes précoces de la maladie. Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l’Institut Karolinska ont examiné la relation entre les caractéristiques du sommeil et l’âge apparent du cerveau par rapport à son âge chronologique. L’étude a porté sur 27 500 personnes d’âge moyen et âgées de la UK Biobank qui ont subi une imagerie par résonance magnétique (IRM) du cerveau. À l’aide de l’apprentissage automatique, les chercheurs ont estimé l’âge biologique du cerveau sur la base de plus d’un millier de phénotypes cérébraux IRM.

Comment le sommeil et le cerveau sont liés

Le cerveau joue un rôle central dans le sommeil et l’influence à plusieurs niveaux. Le noyau suprachiasmatique, qui agit comme une horloge interne, est situé dans l’hypothalamus. Il enregistre la lumière via les yeux et contrôle ainsi nos rythmes de veille et de sommeil, notamment en régulant des hormones comme la mélatonine, qui favorise la fatigue. Parallèlement, la molécule d’adénosine s’accumule dans le cerveau pendant l’éveil, ce qui crée ce que l’on appelle la pression du sommeil : plus il y a d’adénosine, plus le besoin de dormir est fort. Le système réticulaire activateur du tronc cérébral nous maintient éveillés, tandis que le noyau VLPO de l’hypothalamus induit le sommeil. Différents neurotransmetteurs jouent un rôle à cet égard : Le GABA favorise la relaxation et le sommeil, la sérotonine soutient le rythme veille-sommeil et l’orexine nous maintient éveillés – un dysfonctionnement peut entraîner la narcolepsie.

Le sommeil a également un effet important sur le cerveau. Pendant le sommeil, le cerveau traite les informations, ce qui favorise l’apprentissage et la mémoire : Les idées créatives et les expériences émotionnelles sont intégrées pendant le sommeil paradoxal, tandis que les faits, le vocabulaire ou les compétences motrices sont consolidés pendant le sommeil profond. Le sommeil profond active également le système glymphatique, qui transporte les déchets tels que la bêta-amyloïde hors du cerveau, contribuant ainsi à la protection contre les maladies neurodégénératives. Le sommeil contribue également à réguler les émotions, à réduire l’anxiété et à améliorer le contrôle des impulsions, tout en « réinitialisant » les synapses et en renforçant les connexions entre les cellules nerveuses. Un sommeil adéquat et réparateur permet donc une meilleure concentration, des temps de réaction plus rapides et des performances accrues.

Un mauvais sommeil peut affecter le cerveau de différentes manières, parfois profondes. Si notre sommeil est régulièrement insuffisant ou de mauvaise qualité, l’équilibre délicat des fonctions cérébrales est rompu. Tout d’abord, la mémoire et la capacité d’apprentissage en pâtissent. Pendant le sommeil, les informations sont traitées et stockées dans la mémoire à long terme : Les faits et les compétences motrices pendant le sommeil profond, les expériences émotionnelles et les idées créatives pendant le sommeil paradoxal. Si ce sommeil fait défaut, les nouvelles informations sont plus difficiles à retenir et les souvenirs existants sont plus difficiles à rappeler.

La régulation émotionnelle est également perturbée. Le manque chronique de sommeil augmente l’irritabilité, l’anxiété et les symptômes dépressifs, car le cerveau est moins capable de traiter les émotions et d’atténuer les réactions de stress. En outre, les performances cognitives s’en ressentent : la concentration, l’attention, la capacité à résoudre des problèmes et le temps de réaction diminuent. Le cerveau travaille moins efficacement et les décisions sont plus impulsives ou sujettes à des erreurs. Un autre point important est le « nettoyage » du cerveau par le système glymphatique. Pendant le sommeil profond, les déchets tels que les protéines bêta-amyloïdes et tau sont éliminés. Ces substances s’accumulent si nous dormons mal pendant de longues périodes, ce qui peut augmenter le risque de maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer. Un mauvais sommeil affecte également les structures cérébrales elles-mêmes : Des études montrent que le manque chronique de sommeil est associé à des changements dans des zones telles que l’hippocampe (pour la mémoire) et le cortex préfrontal (pour la prise de décision et le contrôle des impulsions).

Inflammation légère

La qualité du sommeil des participants à l’étude a été évaluée sur la base de cinq facteurs autodéclarés : chronotype (personne du matin ou du soir), durée du sommeil, insomnie, ronflement et somnolence diurne. Ils ont ensuite été répartis en trois groupes : sommeil sain (≥4 points), modéré (2-3 points) ou médiocre (≤1 point). « La différence entre l’âge cérébral et l’âge chronologique augmentait d’environ six mois pour chaque diminution d’un point du score de sommeil sain », explique Abigail Dove, chercheuse au département de neurobiologie, sciences infirmières et société de l’Institut Karolinska, qui a dirigé l’étude. « Les personnes qui dormaient mal avaient en moyenne un cerveau plus vieux d’un an que leur âge réel.

Pour comprendre comment un mauvais sommeil peut affecter le cerveau, les chercheurs ont également examiné le niveau d’inflammation légère dans l’organisme. Ils ont constaté que l’inflammation pouvait expliquer un peu plus de 10 % du lien entre un mauvais sommeil et un âge cérébral plus élevé. « Nos résultats prouvent qu’un mauvais sommeil peut contribuer au vieillissement accéléré du cerveau et désignent l’inflammation comme l’un des mécanismes sous-jacents », déclare Abigail Dove. « Le sommeil étant modifiable, il pourrait être possible de prévenir le vieillissement accéléré du cerveau et peut-être même le déclin cognitif grâce à un sommeil plus sain. »

D’autres mécanismes pourraient expliquer ce lien : des effets négatifs sur le système d’élimination des déchets du cerveau, qui est principalement actif pendant le sommeil, ou le fait qu’un mauvais sommeil affecte la santé cardiovasculaire, qui à son tour peut avoir un impact négatif sur le cerveau. Les participants à la UK Biobank sont en meilleure santé que la population britannique en général, ce qui peut limiter la généralisation des résultats. Une autre limite de l’étude est que les résultats sont basés sur des données de sommeil autodéclarées. L’étude a été réalisée en collaboration avec des chercheurs de la Swedish School of Sport and Health Sciences, de l’université médicale de Tianjin et de l’université du Sichuan en Chine.

Facteurs de risque du vieillissement prématuré du cerveau

En estimant l’âge du cerveau à partir d’examens IRM à l’aide de l’apprentissage automatique, une équipe dirigée par des chercheurs de l’UCL a identifié plusieurs facteurs de risque de vieillissement prématuré du cerveau. Ils ont constaté qu’ une santé cardiovasculaire moins bonne à l’âge de 36 ans prédisait un âge cérébral plus élevé plus tard dans la vie, tandis que les hommes avaient également tendance à avoir un cerveau plus âgé que les femmes du même âge, rapportent-ils dans The Lancet Healthy Longevity.