Presque tout le monde connaît cette sensation. Après une mauvaise nuit de sommeil, il devient extrêmement difficile de rester concentré. Les pensées vagabondent, les temps de réaction s’allongent et la clarté mentale s’estompe au moment même où l’attention est le plus requise.

De nouvelles recherches menées par le MIT mettent en lumière ce qui se passe à l’intérieur de notre tête lors de ces brèves pertes de concentration. L’étude révèle que lorsque l’attention fait momentanément défaut, le liquide céphalorachidien se déplace hors du cerveau. Ce processus, qui se produit normalement pendant le sommeil, aide à éliminer les déchets métaboliques accumulés tout au long de la journée. Cette activité de nettoyage est considérée comme cruciale pour maintenir le cerveau en bonne santé et garantir son bon fonctionnement.

Le compromis entre l’attention et le nettoyage

Lorsqu’une personne manque de sommeil, le corps semble tenter de compenser ce repos perdu en déclenchant des vagues de ce mouvement de fluide pendant l’éveil. Cependant, cette compensation s’accompagne d’un inconvénient majeur : une baisse drastique et soudaine de l’attention.

« Si vous ne dormez pas, les ondes de liquide céphalorachidien commencent à s’immiscer dans l’état d’éveil, là où vous ne les verriez pas normalement », explique Laura Lewis, professeure associée au MIT et auteure principale de l’étude. « Toutefois, elles impliquent un compromis attentionnel, l’attention défaillant précisément aux moments où vous subissez cette vague d’écoulement de fluide. »

Mesurer l’impact du manque de sommeil

Le sommeil est essentiel à la survie, bien que les scientifiques ne comprennent pas encore totalement toutes les raisons de son importance cruciale. Il est néanmoins avéré que le sommeil est nécessaire pour rester alerte et que sa privation nuit systématiquement aux capacités mentales.

Pour comprendre ce qui arrive à ce système de fluides lorsque le sommeil est perturbé, les chercheurs ont recruté vingt-six volontaires. Ces derniers ont passé des tests à deux reprises : une fois après une nuit blanche en laboratoire, et une autre fois après s’être bien reposés. Durant l’expérience, chaque participant portait un casque d’électroencéphalographie (EEG) pour surveiller son activité cérébrale, tout en étant allongé dans un scanner d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). L’équipe a utilisé une version spécialisée de l’IRMf capable de suivre à la fois les niveaux d’oxygène dans le sang et les mouvements du liquide céphalorachidien. Le rythme cardiaque, la fréquence respiratoire et la taille des pupilles ont également été enregistrés.

Un cerveau qui tente de rattraper le temps perdu

Les participants ont effectué deux tests de concentration à l’intérieur du scanner, l’un visuel et l’autre auditif. Sans surprise, les sujets privés de sommeil ont obtenu des résultats nettement inférieurs. Leurs réactions étaient plus lentes et, dans certains cas, ils n’ont pas du tout remarqué le signal.

Lors de ces brèves défaillances de l’attention, les chercheurs ont observé de multiples changements physiologiques simultanés. Fait remarquable, le liquide céphalorachidien s’écoulait vers l’extérieur du cerveau pendant l’absence, puis affluait de nouveau à l’intérieur une fois la concentration retrouvée.

Selon Zinong Yang, chercheur postdoctoral au MIT et auteur principal de la recherche publiée dans la revue Nature Neuroscience, le système des fluides cérébraux essaie de restaurer les fonctions cognitives en forçant le cerveau à alterner entre des états de haute attention et des états de fort écoulement. Le cerveau, en grand besoin de repos, fait de son mieux pour entrer dans un état similaire au sommeil afin de se préserver.

Une réaction synchronisée dans tout le corps

L’étude a également révélé que les pertes d’attention sont liées à des changements qui dépassent le cadre du cerveau. Pendant ces instants de flottement, la respiration et le rythme cardiaque ralentissent, et les pupilles rétrécissent. La constriction des pupilles commence environ douze secondes avant que le liquide céphalorachidien ne sorte du cerveau, et s’inverse après le retour de l’attention.

Ces découvertes suggèrent qu’un système de contrôle unique pourrait coordonner à la fois la concentration (une fonction cérébrale de haut niveau) et les fonctions corporelles de base comme la dynamique des fluides et le rythme cardiaque. Bien que les chercheurs n’aient pas identifié le circuit spécifique impliqué de manière définitive, ils désignent le système noradrénergique comme un candidat sérieux. Ce système, qui utilise la noradrénaline pour réguler la cognition et les fonctions corporelles, est en effet connu pour fluctuer naturellement pendant le sommeil.

Source : sciencedaily.com