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Les cycles du sommeil : tout savoir

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Le sommeil occupe un tiers de notre vie, et pourtant, que savons-nous de lui ? De sa structure ? De ses fonctions ? Une des pistes majeures de compréhension est de s’intéresser à ce qui se passe dans notre cerveau lorsque nous dormons.

sommeil cerveau structure

Dreem vous propose une série d’articles grand public basés sur des publications scientifiques à la pointe de la recherche. Ils ont pour but de démêler la complexité du sommeil et vous dire tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur celui-ci. Ce premier article aborde les bases de ce qu’il faut savoir : un peu de contexte historique, les différents stades et leurs bénéfices associés ainsi que la démystification du concept de “cycles de sommeil”.

Hans Berger et l’électroencéphalogramme : la première structure du sommeil

L’un des pionniers de l’exploration de l’activité cérébrale est un chercheur allemand, Hans Berger. Dans les années 1920, il découvre que nos neurones s’activent de façon rythmique, un peu à la manière d’un phare pour guider les bateaux. Il met alors au point un système de capteurs pour enregistrer ce signal à la surface du crâne. Il appelle ces enregistrements « électroencéphalogramme » (EEG), pour montrer que l’activité cérébrale varie en fréquence et en amplitude suivant les différents états de veille et de sommeil. Berger va alors décrire ces différent stades en fonction de la forme des ondes enregistrées. Les plus connues sont sans doute les ondes alpha. Ces ondes caractérisent l’état de votre cerveau lorsque vous êtes éveillé mais au repos, les yeux fermés.

Presque 100 ans après cette découverte initiale, ces signaux sont toujours utilisés aujourd’hui. Mais, pour déterminer plus précisément les phases de sommeil, les médecins suivent désormais plusieurs paramètres physiologiques simultanément. Grâce à des capteurs placés à la surface de la peau, ils enregistrent les mouvements oculaires (électro-oculographie, EOG) et le tonus musculaire (électromyographie, EMG) en plus de l’activité cérébrale (EEG). Cet enregistrement multiple s’appelle la polysomnographie. Elle est annotée à la main par des techniciens experts du sommeil pour repérer les différentes phases.

sommeil cerveau

Avec le bandeau Dreem, nous nous appuyons sur notre propre technologie de capteurs et d’algorithmes pour faire le suivi de l’activité cérébrale. Cette technologie détermine les différentes phases de sommeil avec une précision comparable aux outils de polysomnographie communément utilisés en institut du sommeil.

L’enchaînement de ces différents stades au cours de la nuit peut ensuite être visualisé grâce à un hypnogramme. C’est une simple représentation graphique, le film de votre nuit en quelque sorte.

Alors qu’arrive-t-il à votre cerveau pendant que nous dormons ?

L’hypnogramme de Dreem

Depuis la classification de Berger, la nomenclature a beaucoup évolué. Selon les conventions actuelles, vous allez passer par quatre stades.

Nous avons pioché dans notre base d’enregistrements de nuits des utilisateurs du bandeau Dreem pour illustrer ces différentes phases. Regardons ça de plus près.

Confortablement allongé, yeux fermés, vous commencez à vous détendre.

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Le sommeil léger 

Vous entamez doucement la transition entre éveil et sommeil léger. C’est l’endormissement, ou stade N1, qui dure une dizaine de minutes. Votre activité cérébrale diminue lentement. Votre cerveau émettait des ondes alpha, qui apparaissent dès que vous fermez les yeux. Il glisse maintenant vers des ondes à l’amplitude et à la fréquence plus faibles : les ondes thêta. Votre tonus musculaire diminue graduellement. Vos muscles se détendent, provoquant chez certaines personnes des saccades musculaires et l’impression de tomber du lit.

sommeil cerveau  

Autre caractéristique de ce stade, vos yeux bougent lentement sous vos paupières. Ce mouvement va disparaître alors que vous entrez dans la deuxième partie du sommeil léger, le stade N2. C’est le stade du sommeil confirmé. Les enregistrements cérébraux montrent des figures caractéristiques qui permettent d’affirmer que vous dormez. Au sein des ondes thêta apparaissent en effet de brusques “bouffées” d’ondes au rythme rapide et des pics de grande amplitude, comme les remous provoqués par un oiseau qui plonge à la surface d’un lac (les complexes K).

 sommeil cerveau

À eux deux, ces stades forment ce que vous connaissez comme “sommeil léger” et occupent plus de 50% de votre nuit. Réveillés durant cette phase, 50% des bons dormeurs et 80% des mauvais dormeurs affirment n’avoir pas dormi. Ca vous rappelle quelque chose ?

Le sommeil profond

Autre composante de la structure du sommeil : vous entrez ensuite en sommeil profond. Aussi nommé stade N3, c’est durant ce stade que vos neurones se synchronisent, consolidant ainsi votre mémoire dite déclarative. Ce stade vous permet de vous remémorer consciemment d’un fait et de pouvoir le raconter. Ce stade est aussi associé à la récupération physique de l’organisme. C’est le moment où est sécrétée l’hormone de croissance et où sont éliminées les toxines accumulées au niveau cérébral.

Pour un jeune adulte, il occupe 20 à 25% de votre nuit et se reconnaît grâce à ses ondes lentes et amples. C’est pendant cette phase que vous avez le plus de risque de faire du somnambulisme ou de vous mettre à parler de vos projets secrets pour faire une surprise à votre partenaire. C’est le stade auquel nous nous intéressons le plus chez Dreem, et c’est celui-ci dont nous venons améliorer la qualité par des stimulations ciblées.

sommeil cerveau  

Tout au long de cette plongée dans le sommeil, votre activité cérébrale se fait de plus en plus lente et la difficulté à se réveiller augmente. D’ailleurs, réveillés en sommeil profond, vous vous sentirez désorientés quelques minutes, un peu pâteux. C’est ce que les spécialistes nomment  » l’inertie de sommeil « .

Le sommeil paradoxal

Dernière partie de la structure du sommeil : le cerveau effectue une remontée vers le sommeil léger, qui débouche soit sur un réveil, soit sur le sommeil paradoxal. Durant cette phase, l’activité de votre cerveau est similaire à celle de l’éveil ou du début de l’endormissement. Votre corps en revanche est quasi paralysé, à l’exception des yeux qui roulent rapidement sous les paupières. Cette phase a été appelée « sommeil paradoxal » à cause de ce paradoxe apparent entre un cerveau très actif et un corps immobile. On l’appelle aussi stade REM, car il est caractérisé par des mouvements rapides des yeux (REM rapid eyes movements).

C’est durant cette partie de la nuit que les apprentissages moteurs de la journée se consolident. C’est aussi à ce moment qu’apparaissent des rêves organisés en histoire cohérente. Enfin, cohérente pour un univers onirique ! Le premier épisode de sommeil paradoxal va apparaître après environ 1h30 de nuit et ne dure que quelques minutes. Sa durée va s’allonger au cours de la nuit et ce stade occupe au total 20 à 25% de votre nuit.

 sommeil cerveau

Vous voilà muni d’une bonne vue d’ensemble de ce que sont les différentes phases de votre nuit et de quelques uns de leurs bénéfices sur votre performance et votre santé. Il y a peu, seuls les laboratoires spécialisés dans le sommeil avaient accès à ces données. Mais maintenant, avec Dreem, vous pouvez y avoir accès depuis chez vous.

Les cycles de sommeil

Une dernière caractéristique de la structure de notre sommeil est ce que nous avons pris l’habitude d’appeler “cycles de sommeil”. Chez un individu jeune sain, les différents stades du sommeil vont former un enchaînement qui va se répéter toutes les 90 à 120 minutes. Suivant la durée de votre nuit, 4 à 6 “cycles” vont se succéder, mais ils ne seront pas identiques. En début de nuit, le sommeil profond va être majoritaire. C’est pourtant le sommeil paradoxal qui prédomine en fin de nuit.

La structure de notre sommeil n’est donc pas aussi rigide qu’on l’imagine en entendant parler de cycles. Elle va surtout évoluer constamment au cours de la vie, depuis la période embryonnaire jusqu’au grand âge, en fonction des personnes et des événements extérieurs. 
 

Découvrez dès à présent l’intervention d’Hugo Mercier au TedX Paris !

Cet article a été écrit en partenariat avec Choses à Savoir. Si vous souhaitez en savoir plus sur le sommeil, abonnez-vous gratuitement à notre chaîne de podcasts, disponible sur : 

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