Ce rythme cérébral vieux de 300 millions d’années que nous partageons avec les lézards

Une découverte qui remonte le temps

Le sommeil reste, à bien des égards, un mystère fascinant. C’est un état biologique universel, n’est-ce pas ? De l’insecte au mammifère, tout le monde semble avoir besoin de cette pause pour restaurer son énergie ou consolider ce qu’il a appris pour survivre. Depuis des siècles, neuroscientifiques et zoologistes tentent de décoder ce qui se passe réellement dans notre tête une fois les yeux fermés.

Les chercheurs se sont longtemps penchés sur les signaux électriques que nos cellules nerveuses produisent en communiquant — ce qu’on appelle les rythmes cérébraux. Parmi eux, il y en a un bien particulier : le rythme infra-lent. Jusqu’à présent, on pensait que c’était une exclusivité des mammifères, intimement liée au sommeil sans mouvements oculaires rapides, ou sommeil NREM.

Mais voilà qu’une étude récente vient bousculer nos certitudes. Des chercheurs du Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon, de l’Université PSL, de l’Université McGill, de l’Université Jean-Monnet Saint-Étienne et d’autres instituts ont élargi leur champ de vision. Et ce qu’ils ont trouvé est stupéfiant : ce rythme ancien n’est pas juste humain ou mammalien. Il est commun à plusieurs espèces, incluant les oiseaux, les rongeurs, et même… les reptiles.

Une enquête technologique sur les origines du sommeil

Pour comprendre cette percée, il faut revenir un peu en arrière. Paul-Antoine Libourel, l’auteur principal de l’article publié dans Nature Neuroscience (DOI: 10.1038/s41593-025-02159-y), raconte : « J’ai commencé ce projet en 2011 quand j’ai rejoint l’équipe du sommeil au Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon, alors que je suis maintenant au centre d’écologie fonctionnelle et évolutive de Montpellier ».

Son objectif était ambitieux : enquêter sur l’origine évolutive du sommeil paradoxal (REM) en étudiant les reptiles. Pourquoi eux ? Parce que ce sont des animaux à sang froid (ectothermes) qui partagent un ancêtre commun avec nous, les mammifères, et les oiseaux, qui sont tous deux à sang chaud (homéothermes). La question était de savoir si nos états de sommeil ont évolué séparément ou s’ils étaient déjà là, cachés, il y a environ 300 millions d’années.

Mais comment enregistrer l’activité cérébrale d’un petit lézard endormi ? C’est là que l’ingéniosité humaine entre en jeu. L’équipe a dû implanter des électrodes sur ou dans le cerveau de divers spécimens. « Comme certaines espèces de lézards pouvaient être petites, nous avons collaboré avec l’Institut des Nanotechnologies de Lyon pour développer un bio-enregistreur miniature à faible consommation d’énergie », explique Libourel. Ce petit bijou technologique est d’ailleurs aujourd’hui commercialisé par Manitty, une startup qu’il a cofondée. Ce dispositif permet d’enregistrer non seulement l’activité cérébrale, mais aussi la physiologie et le comportement, même chez l’humain à domicile.

Après avoir testé leur appareil sur des manchots lors d’une étude précédente, ils se sont cette fois concentrés sur une liste impressionnante de sept espèces de lézards :

• Le gecko léopard
• Le gecko tokay
• Le grand gerrhose de Soudan
• Le tégu argentin
• Le caméléon panthère
• L’agame barbu
• L’agame d’Égypte

Ils ne se sont pas arrêtés au cerveau. Libourel précise qu’ils ont aussi capté les mouvements oculaires, le rythme cardiaque, la respiration et le tonus musculaire. Tout ça sur une seule carte électronique ! Et comme si ce n’était pas suffisant, grâce au soutien du Dr Antoine Bergel, ils ont utilisé l’imagerie par ultrasons fonctionnelle pour mesurer l’activité vasculaire chez des souris et des agames barbus.

Un héritage commun et de nouvelles hypothèses

Après avoir compilé une décennie de données, le verdict est tombé. Les reptiles, les mammifères et les oiseaux partagent bel et bien ce fameux rythme infra-lent. C’est une découverte majeure qui suggère l’existence d’un mécanisme ancestral datant d’au moins 300 millions d’années, époque où vivait l’ancêtre commun de toutes ces espèces.

Ce qui est fascinant, c’est que ce n’est pas juste localisé dans la tête. « Ce rythme implique non seulement l’activité cérébrale mais aussi des processus physiologiques et la vascularisation périphérique, indiquant qu’il s’agit d’un rythme global, à l’échelle de l’organisme », souligne Libourel. Cela ressemble étrangement à ce qu’on observe chez les mammifères durant le sommeil NREM.

Mais à quoi ça sert, au fond ? Chez les mammifères, on pense que ce rythme aide au « nettoyage » du cerveau en facilitant l’élimination des déchets métaboliques via le liquide céphalo-rachidien. Une autre théorie suggère que, comme ce rythme est lié à des fluctuations de vigilance, il pourrait servir de mécanisme adaptatif pour surveiller l’environnement périodiquement pendant le sommeil. Pratique pour éviter de se faire manger, non ?

L’équipe envisage maintenant de tester ces hypothèses directement sur les lézards. Cela soulève aussi une question intrigante sur la nature même de leur sommeil. « Une implication plus large de nos résultats est que, si ce rythme reflète un processus lié au NREM chez les mammifères, les reptiles pourraient ne pas présenter le sommeil REM/NREM tel qu’il est exprimé chez les mammifères », nuance le chercheur. En gros, cela ne veut pas dire qu’ils ne rêvent pas, mais que l’organisation de leur sommeil est simplement différente, malgré ces vieilles fondations communes.

Conclusion : Vers les profondeurs de l’évolution

Cette étude ouvre des portes immenses. On réalise que des mécanismes que l’on pensait très évolués et spécifiques à notre espèce ou à nos cousins proches sont en fait des héritages profonds, ancrés dans la nuit des temps. Les chercheurs ne comptent pas s’arrêter là.

Dans leurs prochains travaux, ils pourraient bien aller voir du côté des amphibiens et des poissons. Après tout, jusqu’où remonte ce rythme ? Il reste encore à déchiffrer les mécanismes sous-jacents de ce rythme infra-lent pour confirmer s’il remplit les mêmes fonctions de nettoyage ou de vigilance que chez nous. Une chose est sûre : dormir, c’est partager un peu de notre intimité biologique avec le reste du règne animal.

Selon la source : phys.org

Ce contenu a été créé avec l’aide de l’IA.