Sommeil

Le sommeil est un état naturel récurrent de perte de conscience (mais sans perte de la réception sensitive) du monde extérieur, accompagnée d'une diminution progressive du tonus musculaire, survenant à intervalles réguliers et dont le rôle est encore mal connu. L'alternance veille-sommeil correspond à l'un des cycles fondamentaux chez les animaux : le rythme circadien. Chez l'être humain, le sommeil occupe près d'un tiers de la vie en moyenne.
Le sommeil se distingue de l'inconscience (ou coma) par la préservation des réflexes et par la capacité de la personne endormie à ouvrir les yeux et à réagir à la parole et au toucher. Il existe une organisation du sommeil et de ses trois états. Il est question de cycle circadien pour l'alternance entre la veille et le sommeil. Il est question de cycle ultradien pour l'alternance entre le sommeil lent et le sommeil paradoxal.
Le sommeil dépend du noyau préoptique ventrolatéral (VLPO). Déclenché par l'accumulation quotidienne d'adénosine, le VLPO envoie aux centres de stimulation le signal d'arrêter la production d'histamine et d'autres substances qui nous tiennent éveillés.
Certaines femmes dorment mal pendant leurs règles (elles sont deux fois plus sujettes aux insomnies que les hommes) et beaucoup d'entre elles durant la ménopause. Les personnes âgées dorment en général moins bien que les jeunes.
Le poète doxographe grec Diogène Laërce avait écrit un ouvrage intitulé "Du Sommeil et des Rêves" (en grec ancien au ; le poète latin Virgile dans l’"Énéide" fait référence a un : la reconnaissance des différentes phases du sommeil est donc ancienne.
Le sommeil, tant sa régulation que son rôle, reste un mystère pendant des siècles. Le développement de l'électro-encéphalogramme (EEG) au permet son étude.
Dès 1937, le neurophysiologiste américain met en évidence cinq phases successives dans une nuit de sommeil grâce à l'EEG ; il les énonce de A à E :
, directeur d'une unité de sommeil à l'université de Chicago, réduit le nombre de phases de sommeil à quatre : 
l'ensemble constituant le "sommeil lent" (SL).
Un de ses assistants, , remarque sur l'électroencéphalogramme des oscillations de grande amplitude, correspondant à des mouvements oculaires, un relâchement du tonus musculaire de la nuque (chez l'homme qui peut relâcher volontairement ces muscles et ceux du menton), suivi d'une intense activité du cortex cérébral lorsque les sujets amorçaient le quatrième stade. La présence de mouvements oculaires rapides ou MOR (REM, " en anglais) permet d'assimiler cette phase aux rêves : elle fut alors baptisée « sommeil rapide » ou « paradoxal » en 1961 par le Français Michel Jouvet, alors chercheur au CNRS à Lyon.
Alors que les chercheurs pensaient qu'aucun animal ne pouvait vivre sans sommeil (même chez des animaux qui pratiquent le sommeil unihémisphérique telles les espèces d'oiseaux volant longtemps ou migrant et les mammifères marins pélagiques pour leur permettre la respiration pulmonaire et leur éviter la noyade), des observations d'orques et de grands dauphins prouvent le contraire. Une équipe de chercheurs de l'université de Californie à Los Angeles (UCLA) dirigée par le professeur Jerry Siegel, a remarqué que pendant le mois suivant leurs accouchements, les femelles et leurs petits ne dormaient pas. Cet éveil permettrait aux petits d'échapper aux prédateurs, de maintenir leur température corporelle car ils ne disposent pas encore de graisse protectrice, de remonter très souvent à la surface pour respirer, toutes les 3 à 30 secondes, et de favoriser la croissance rapide de leur cerveau et de leur corps.
Petit à petit, les femelles et leurs petits retrouvent un rythme de sommeil « normal ».
Depuis 2011, le nombre de stades du sommeil a été réduit à 3. Les stades 1 et 2 correspondent au sommeil léger et le stade 3 correspond au sommeil lent profond.
Selon une étude de l'INSERM, la qualité du sommeil est programmée dans les premières années de vie. En déréglant artificiellement l'apport en sérotonine (ce qui est connu pour provoquer des troubles du sommeil) sur des bébés souris pendant 15 jours après leur naissance, les chercheurs ont constaté que ces souris devenues adultes avaient un sommeil fragmenté, instable et peu récupérateur. Ces troubles du sommeil s’apparentent à ceux observés lors d’une phase de dépression.
L'heure du coucher aurait une influence sur le système immunitaire, ce qui ne serait pas le cas de la durée du sommeil. Les sujets qui se couchaient tard (aux environs de 2-3h du matin) avaient un taux de lymphocytes inférieur de 24 % à celui de ceux se couchant tôt (entre et minuit). Le taux de granulocytes de ceux se levant tard était également 18 % plus élevé que celui des sujets se levant tôt.
Les adolescents qui se couchent après minuit auraient plus de mal à contrôler leurs impulsions. Parmi les facteurs liés à un coucher après minuit figurent l'âge, un nombre important d'heures passées à regarder la télévision et l'absence de participation à une activité parascolaire.
Une étude concernant des centenaires a montré que tous se couchaient tôt le soir, n'avaient pas de problèmes pour s'endormir, se réveillaient tôt le matin, faisaient une sieste durant l'après-midi et ne prenaient pas de somnifères. Ainsi la quantité et les habitudes de sommeil pourraient avoir une grande influence sur la longévité.
Le besoin de sommeil est une notion individuelle s'étalant de six heures à dix heures par nuit pour les « gros dormeurs » ; en moyenne, un adulte a besoin de huit heures de sommeil par jour.
En France, l'insuffisance de sommeil est bien installée et les Français accumulent une dette de sommeil. En 2009, le temps de sommeil moyen en France est d'un peu moins de sept heures en semaine et de en moyenne le week-end, soit une réduction de près d'une heure et demie depuis un demi-siècle. 
Une étude plus récente (2012) indique que la durée moyenne quotidienne de sommeil des français est de en semaine et le week-end.
Les Australiens seraient les plus grands dormeurs du monde, avec une moyenne de neuf heures par nuit, tandis qu'un Asiatique sur deux dort moins de six heures. La durée du sommeil est variable : elle semble légèrement plus courte pour les hommes que pour les femmes, et pour les Noirs que pour les Blancs.
Le sommeil monophasique (d'une seule traite) qui est commun aujourd'hui serait une conséquence de l'industrialisation et de l'éclairage artificiel. Les travaux de ont montré que lorsqu'il est à l'abri des éclairages artificiels et une fois qu'il a payé sa dette de sommeil, le sommeil de l'être humain se stabilise sur un cycle inhabituel aujourd'hui de deux périodes de sommeil (sommeil biphasique) entrecoupées d'une période de « dorveille », pour désigner l'état de conscience entre sommeil et éveil.
Le sommeil peut également se fragmenter en plusieurs périodes durant une journée, au lieu d'être regroupé en une seule « nuit », ce qui permettrait d'en réduire la durée totale, jusqu'à pouvoir se contenter de deux à cinq heures par jour. Le sommeil est alors qualifié de sommeil polyphasique.
La durée du sommeil des mammifères est très variable. Le tamia passe environ quinze heures par jour les yeux fermés alors que la girafe en passe elle seulement quatre et demie. Selon Jerome Spiegel, chercheur à l'université de Californie à Los Angeles, chaque espèce se serait adaptée pour gérer au mieux ses dépenses énergétiques et assurer sa sécurité. Les éléphants dorment à peine plus de trois heures par jour. Il est logique, sur le plan évolutionnaire, que les petites chauves-souris brunes économisent leur énergie, sauf lors des quelques heures par nuit où les insectes dont elles se nourrissent sont de sortie. Un ornithorynque peut dormir plus (quatorze heures), peut-être parce qu'un repas frugal de crustacés suffit à lui apporter une dose suffisante de calories. Quant à la question de sécurité, les mammifères qui dorment dans une cachette, comme les chauves-souris ou les rongeurs, ont tendance à faire des sommes plus longs et plus profonds que ceux devant rester constamment en alerte.
D'après l'historien Roger Ekirch, qui étudie les habitudes de sommeil de l’ère pré-moderne (1500-1750), la pratique de l'époque est d'avoir un premier repos après le dîner, puis une à deux heures d’éveil vers minuit et enfin un nouveau temps de sommeil avant le matin. La pratique de la nuit de huit heures d'une traite n'apparaît pas avant la fin du .
Les méthodes d'exploration du sommeil sont nombreuses. Dans les centres du sommeil, l'examen de base est la polysomnographie qui regroupe l'enregistrement de plusieurs variables : 
Le test itératif de latence à l'endormissement (TILE) permet de mesurer le temps nécessaire pour s'endormir. Il est utilisé pour faire le diagnostic de certains troubles du sommeil.
L'agenda du sommeil est un test simple qui ne coûte rien. Il permet d'analyser le sommeil et d'orienter assez facilement le diagnostic en cas d'insomnies.
Le sommeil était considéré comme naturellement induit par l'arrêt de sécrétion d’histamine, le neurotransmetteur qui permet au cerveau de rester en éveil. Il s'agissait de la théorie dite « passive » pour laquelle la formation réticulée jouait un rôle prépondérant et qui considérait que le sommeil n'était que l'arrêt de l'éveil.
L'endormissement résulte de mécanismes actifs dit « permissifs ».
La régulation de l'alternance veille-sommeil est contrôlée par un double processus : homéostasique et circadien. D'une part le processus circadien (véritable horloge biologique interne), s'aligne sur l'alternance du jour et de la nuit (le rythme nycthéméral), au moyen des facteurs externes de synchronisation. Le rythme nycthéméral s'exprime dans l'ensemble de l'organisme par une baisse de la température, grâce à une hormone cérébrale, la mélatonine, qui est synthétisée durant la nuit par la glande pinéale. L'horaire de sécrétion de cette hormone dépend en partie de facteurs génétiques (sujets du soir ou du matin), mais est également modulée par les stimuli extérieurs tels que la luminosité, l'apport alimentaire, la production de chaleur et l'entraînement social. D'autre part le processus homéostasique (la tendance à retourner vers un état d’équilibre) est une sorte de chronomètre qui fait alterner les périodes d'éveil et de sommeil. La propension au sommeil augmente progressivement au cours de la journée, pour ensuite se dissiper au cours de la nuit, pendant le sommeil. Les mécanismes moléculaires à l'origine de ce processus homéostasique ne sont toutefois pas encore connus.
En pratique, la somnolence et le sommeil surviennent donc à cause de l'effet synergique de deux facteurs : éveil prolongé d'une part, et synchronisation au rythme circadien d'autre part.
Il a été montré en 2008 que l'exposition à la lumière naturelle améliore les symptômes liés aux troubles des cycles du sommeil, mais les études qui rattachaient la prise orale de mélatonine à un meilleur sommeil sont de plus en plus controversées.
Au niveau évolutif, l'hypothèse de Michel Jouvet est que le sommeil est un réflexe archaïque contre la peur du noir.
Chez des individus, lors d'une nuit, trois à cinq cycles de sommeil de 90 minutes environ (c'est une moyenne) peuvent se suivre, chacun se composant de cinq phases distinctes. Les quatre premières phases correspondent au Sommeil à Ondes Lentes (SOL), les mesures électriques étant très faibles, et la cinquième au sommeil paradoxal où le sujet rêve. (Certaines études scientifiques ont montré que le sujet pouvait aussi rêver dans les autres phases de sommeil) 
Les données de l'EEG pendant la veille et le sommeil sont communes à tous les mammifères. Par contre, il semblerait qu'il y ait quelques différences chez les mammifères primitifs comme l'échidné. Ces données permettent de distinguer différents stades dans le sommeil.
La somnolence (stade 1) est le stade de l'endormissement (transition entre l'éveil et le sommeil) souvent précédé de bâillements. Il est caractérisé par une réduction de la vigilance, du tonus musculaire et de la fréquence cardiaque.
Les mouvements musculaires sont lents (les globes oculaires « roulent »). La latence d'endormissement considérée comme normale est inférieure à vingt minutes. Au-delà, il s'agit d'une insomnie. Fait notable, la phase d'endormissement n'est jamais perçue, contrairement au réveil de celle-ci (exemple de l'endormissement lors de la conduite automobile). L'imagerie hypnagogique a souvent lieu pendant la phase I, mais pas toujours. Onde Théta : .
On parle de "somnolence diurne excessive" quand elle perturbe la vie du sujet. C'est un syndrome fréquemment associé à l'obésité.
Le sommeil léger (ou stade 2) occupe environ 50 % du temps de sommeil total. Le sujet est assoupi, mais il est encore très sensible aux stimuli extérieurs. Ainsi en stade 2, environ 50 % des bons dormeurs et 80 % des mauvais dormeurs pensent ne pas dormir. Onde Théta (3,5 à ), complexes K, et spindles ou fuseaux (12 à )
Le sommeil profond correspond au stade 3 : l'activité électrique est constituée d'ondes lentes, les ondes delta ( ), et les signes vitaux se ralentissent tout en devenant réguliers. Entre le stade 2 et 3 persiste une très discrète activité musculaire et les mouvements oculaires ont quasiment disparu. C'est au stade 3 que peuvent parfois se produire les terreurs nocturnes ou le somnambulisme.
C'est à ce moment qu'ont lieu les divisions cellulaires et la production de l'hormone de croissance, d'où l'importance du sommeil chez l'enfant. Le sommeil profond occupe environ 1 heure et 40 minutes au cours d'une nuit moyenne de sommeil, que la personne soit un petit dormeur ou un gros dormeur. Il a tendance à diminuer avec l'âge, au profit du stade 2. C'est la phase la plus importante du sommeil.
Celia Green rapporte une expérience où un maître indien dénommé Swami Rama se mit à produire consciemment des ondes delta, cinq minutes après être entré en méditation, et avoir pu raconter, après ces 25 minutes de méditation, ce qui s'était passé autour de lui pendant les enregistrements.
Au contraire des autres phases, l'activité électrique du cerveau et des yeux est très importante lors du sommeil paradoxal, alors qu'il existe une atonie musculaire (paralysie) quasi totale du reste du corps, en dehors des mouvements oculaires qui surviennent par saccades. Sur l'EEG, l'activité néocorticale est plus proche de celle de l'éveil que celle du sommeil lent, c'est là le "paradoxe". La respiration est irrégulière. Le cœur accélère ou ralentit. Chez l'homme, on observe une dilatation des organes pelviens et une érection qui peut être suivie d'éjaculation. Cette phase se répète toutes les 90 minutes environ, et sa durée s'allonge avec la succession des cycles du sommeil, pour devenir maximale en fin de nuit. C'est la période propice aux rêves, bien que les rêves puissent survenir pendant le sommeil lent.
Le sommeil paradoxal correspond environ à 20-25 % du temps total de sommeil. Le souvenir des rêves a longtemps été associé avec la présence de sommeil paradoxal. En réalité, on pense aujourd'hui qu'il est possible qu'il n'y ait pas qu'un seul stade du sommeil où nous serions en train de rêver.
Les enregistrements polygraphiques (EEG, EMG et EOG) ont permis de montrer une certaine corrélation entre le rêve et le sommeil paradoxal. Des études ont été faites en réveillant plusieurs individus à différents stades du sommeil. Elles ont montré que la qualité du souvenir de leur rêve est fonction du stade auquel ils sont réveillés.
En effet, les sujets réveillés au cours de leur sommeil paradoxal se souviennent avec beaucoup plus de détails de leur rêve, tandis que si on les réveille au cours du sommeil lent, ils s'en souviennent de façon très floue, ou n'en gardent aucun souvenir précis. Les études ont également montré que l'importance du mouvement oculaire, l'augmentation du rythme cardiaque et l'intensité du rêve sont corrélés. Ces études ont conclu que 80 % des rêves se produisent pendant le sommeil paradoxal. Cependant, les activités oniriques peuvent également avoir lieu pendant certains stades du sommeil lent. Il ne faut donc pas superposer les termes « rêve » et « sommeil paradoxal ».
Au cours d'une nuit de sommeil, les périodes de sommeil paradoxal s'allongent de plus en plus. Au contraire, les phases de sommeil lent profond (stades 3 et 4) se raccourcissent et disparaissent, au profit du stade 2. L'hypnogramme permet de visualiser ces différents stades.
À la fin de chaque cycle, il existe, de façon tout à fait normale, des brefs réveils, en général moins de trois minutes, dont la personne ne se souvient pas le matin. Cependant, certaines personnes ne se souviennent que de ces éveils et croient à tort qu'elles n'ont pas fermé l'œil de la nuit. En vieillissant, les périodes de réveil sont mieux mémorisées, donnant l'impression d'un mauvais sommeil alors que la durée de celui-ci est inchangée.
Lorsque surviennent des réveils inopinés, le sujet doit repasser en sommeil 1, puis 2 puis 3 et 4. Ainsi, les personnes souffrant d'apnée du sommeil ne dépassent guère le stade 2 du fait des réveils fréquents induits par l'hypoxie. Le sommeil est donc de mauvaise qualité, responsable d'accès de somnolence diurne.
Le sommeil est constitué de différentes phases de conscience. Celles-ci ne sont pas uniformes. Elles ne sont pas non plus obligatoirement présentes au cours d'une nuit de sommeil, loin de là . Cette liste récapitule ces différentes formes de conscience.
D'après le rapport sur le thème du sommeil :
La somnolence diurne excessive atteint 8 % de la population française, 20 à 30 % de la population souffre d'insomnie peu sévère, 5 à 15 % de la population souffre d'insomnie sévère, 15 à 20 % des adultes utilisent occasionnellement des somnifères, 10 % en font un usage régulier. La somnolence diurne et les hypersomnies sont moins bien connues. Chez les 30-60 ans, 9 % des hommes souffrent du syndrome d'apnée du sommeil, contre 4 % chez les femmes.
Les insomnies ou le manque volontaire ou imposé de sommeil réparateur peuvent avoir de nombreuses conséquences sociales, sanitaires et psychosociales, avec de larges conséquences pour la société :
Un sommeil trop court ou trop long ou de mauvaise qualité semble corrélé à :
Plusieurs formes de dysfonctionnement du sommeil sont dénombrées, selon leurs manifestations et l'état de veille du sujet. L'âge et l'état de santé du sujet, l'absorption de substances médicamenteuses ou d'excitants, les conditions climatiques et de luminosité, la relation du sujet à l'espace et au temps, sont autant de causes potentielles des insomnies.
Les troubles du sommeil se répartissent en deux catégories : les parasomnies qui sont des manifestations qui accompagnent le sommeil, pouvant le perturber ou non, et les dyssomnies qui consistent en une altération de la quantité ou de la qualité du sommeil.