Mais comment les neurones et les connexions spécialisées dans le cerveau forment et fonctionnent comme une horloge interne pour nous dire qu'il est temps de dormir ? Il y a la variation de la luminosité au cours de la journée bien sûr, mais il y a aussi les variations de température extérieure : cette recherche expérimentale suggère ainsi, qu'une fonction de cette horloge surveille en permanence les changements de température extérieure et intègre cette information dans le réseau neuronal qui contrôle le sommeil. Ces travaux, présentés dans Nature et soutenus par le National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS/NIH), révèlent que la température détectée par des neurones spécialisés influe donc aussi sur nos habitudes de sommeil.
L'horloge circadienne ou biologique est un processus fondamental trouvé chez presque tous les organismes vivants, qui coordonne les habitudes de sommeil avec les changements de l'environnement. Si le lien entre le cycle lumière / obscurité et le cycle du sommeil est mieux connu, les changements de température extérieure semblent également affecter les habitudes de sommeil chez les humains.
La recherche a porté sur le réseau circadien de la mouche pour mieux comprendre comment les signaux de température de l'environnement sont utilisés pour contrôler le temps et la durée du sommeil. L'horloge découverte chez les mouches il y a plus de 30 ans est pratiquement la même que celle trouvée dans le cerveau humain, explique le Dr Orie Shafer, professeur agrégé à l'Université du Michigan. En utilisant une protéine fluorescente spéciale qui passe du vert au rouge lorsque les neurones se déclenchent, le Dr Shafer et son équipe ont pu observer l'activité de différentes parties de l'horloge circadienne du cerveau des mouches en fonction de la température ambiante. Les chercheurs constatent avec surprise, que lorsque la température ambiante refroidit, une zone de l'horloge circadienne du cerveau des mouches appelée DN1p augmente son activité, lorsque la température se réchauffe, la même zone réduit son activité (voir visuel ci-dessous).
On sait aujourd’hui qu’il est possible de réinitialiser l'horloge circadienne via le cycle jour / lumière. Il serait donc peut-être possible de la réinitialiser via la température, à l’aide d’un cycle réchauffement/ refroidissement.
Des neurones spécialisés pour caler l’horloge sur le cycle des températures : cette réinitialisation de l’horloge passe en effet par les neurones DN1p : lorsque les chercheurs bloquent leur activité ou les éliminent par manipulation génétique, ils suppriment aussi la capacité des mouches à recaler leur cycle de sommeil en réponse aux changements de température. Les neurones DN1p sont donc essentiels au contrôle du sommeil, à partir du cycle des températures, réchauffement/ refroidissement.
Les organes sensoriels sont eux-mêmes indispensables à l’activité de ces neurones spécialisés : lorsque les chercheurs manipulent génétiquement ou retirent physiquement les organes sensoriels, ils constatent en effet que les neurones DN1p ne répondent plus aux changements de température. Cela suggère que l'horloge interprète les signaux de température du corps plutôt que de détecter directement ces changements de température. Ces capteurs de température situés à l’extérieur du cerveau laissent imaginer de nombreuses implications possibles, pour mieux contrôler le sommeil chez les humains.
Source: Nature February 21, 201 doi: 10.1038/nature25740 Circadian clock neurons constantly monitor environmental temperature to set sleep timing (Visuel Shafer lab, Université du Michigan, Ann Arbor)
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