Partie un : Le rôle du sommeil
Ressentir une grande fatigue intellectuelle après une journée de travail est très commun.
L’accumulation d’activités stressantes produit cette fatigue mentale, à distinguer de la fatigue due à une maladie ou à des sentiments négatifs.
La fatigue intellectuelle se traduit par :
- Une difficulté à se concentrer.
- Une perte de motivation à accomplir une tâche.
- Une sensation de penser au ralenti.
- Une mémoire moins efficace.
Comment lutter contre ce brouillard mental ?
Divers produits permettent de lutter contre la fatigue intellectuelle, par exemple : le ginseng, la caféine, la vitamine C, etc. La meilleure méthode reste tout simplement une bonne nuit de sommeil pour remettre les compteurs à zéro.
Le sommeil et la fatigue intellectuelle
Le sommeil est un besoin vital chez tous les animaux. L’absence de sommeil va tuer plus rapidement que l’absence de nourriture.
En 1964, un jeune homme de 17 ans, Randy Gardner, est resté éveillé pendant 11 jours sous contrôle médical. Ce type d’expérience est à proscrire en raison des dangers potentiels pour la santé. Il est probable qu’au cours de ce « record », Randy Gardner ait traversé des périodes de sommeil très courtes qui n’ont pas été détectées avec les moyens techniques de l’époque.
Le cerveau humain est le système le plus complexe connu. Voici un début d’explication sur les origines de la fatigue mentale, et comment le sommeil annule cette fatigue.
Les dérivés réactifs de l’oxygène DRO
Des dérivés réactifs de l’oxygène ( appelés également radicaux libres ) sont produits par les cellules au cours de leurs fonctionnements. La formation de DRO est permanente dans le corps humain.
Ces DRO provoquent un stress oxydant, ils endommagent les cellules. Les membranes des cellules faites de lipides sont sensibles aux DRO, tout comme l’ADN et les protéines du corps humain.
Les molécules antioxydantes, comme par exemple la vitamine C, agissent contre les dégâts des DRO. Ces molécules antioxydantes peuvent être produites par le corps ou être issues de l’alimentation.
En cas de stress important ( le surmenage par exemple ) la production de DRO va être augmentée. Le corps humain n’aura alors plus suffisamment d’antioxydant à sa disposition pour contrer l’effet des DRO, et le stress oxydatif va endommager les cellules.
En raison de sa grande complexité, le cerveau est particulièrement fragile et vulnérable à ce stress oxydatif.
Le besoin vital de sommeil serait donc expliqué par la lutte contre l’accumulation de DRO dans le cerveau. Durant certaines phases du sommeil, l’activité du cerveau va diminuer, et la production de DRO également. Le sommeil va permettre de « nettoyer » l’excès de DRO accumulé dans la phase d’éveil.
Bien entendu le rôle du sommeil ne se limite pas à la lutte contre les DRO, le sommeil remplit d’autres fonctions comme par exemple dans le processus de mémorisation.
Les dérivés réactifs de l’oxygène : le rôle des microglies
Présentation des microglies :
Les microglies sont les cellules qui assurent la défense immunitaire du cerveau. Ces cellules ont de nombreuses fonctions.
- Des scientifiques ont émis l’hypothèse que les microglies éliminent des connexions entre neurones, les connexions non utilisées, afin d’augmenter l’efficacité des connexions utiles. Les microglies joueraient donc un rôle important dans la plasticité du cerveau.
- Les microglies peuvent augmenter ou diminuer le processus d’inflammation. En cas de stress important, les microglies produisent des molécules de signal, les cytokines, qui sont pro-inflammatoires.
- Les microglies peuvent détruire les cellules infectieuses par contact direct en les « avalant » (phagocytose).
- Les microglies peuvent également produire des substances toxiques pour lutter contres les cellules infectieuses. Par exemple les microglies sont capables de produire des dérivés réactifs de l’oxygène dans ce but.
Selon l’étude suivante, en cas de stress important les microglies peuvent produire trop de dérivés réactifs de l’oxygène, ce qui finit par entraîner des dommages dans le cerveau.
Cette production trop importante de DRO équivaut à une réaction de défense disproportionnée, qui se retourne alors contre l’organisme.
Oxidative Stress and the Aging Brain: From Theory to Prevention
Carmelina Gemma, Jennifer Vila, Adam Bachstetter, and Paula C. Bickford.
It has been proposed that the increase in brain microglial activation may be one of the early events that leads to oxidative damage. Activated microglia are indeed the most abundant source of free radicals in the brain and release radicals such as superoxide and nitric oxide
Les raisons de la fatigue mentale
En cas de fatigue mentale, la capacité du cerveau à traiter l’information est diminuée.
Les neurotransmetteurs permettent le traitement de l’information par le cerveau. Le glutamate est le neurotransmetteur le plus abondant dans le cerveau.
Les neurotransmetteurs servent à envoyer des signaux entre les neurones. Les neurotransmetteurs sont alors déversés dans la synapse. La synapse est la zone de communication entre deux neurones.
Des récepteurs spécifiques captent le glutamate, ce qui va permettre le passage de l’information entre deux neurones.
Après le passage du signal entre deux neurones, le glutamate qui n’a pas été capté par ces récepteurs spécifiques doit être « nettoyé », afin qu’il n’y ait pas de perturbation au cours de la prochaine transmission d’information entre les deux neurones.
La concentration en glutamate dans l’espace extracellulaire doit être inférieure à un seuil fixe, afin que la transmission d’information soit optimum.
En effet si la concentration en glutamate est trop élevée, le passage de l’information sera masqué par les molécules de glutamate présentes dans l’espace extracellulaire.
Pour faire une analogie avec la vie courante, lorsqu’on écoute quelqu’un parler, on comprend clairement sa parole à condition que le bruit de fond soit inférieur à une certaine valeur. Le passage de l’information n’a lieu qu’à certaines conditions, en particulier l’absence de perturbations trop importantes.
Pour plus de détail, consulter l’étude suivante :
On the potential role of glutamate transport in mental fatigue
Lars Rönnbäck and Elisabeth Hansson
http://www.jneuroinflammation.com/content/1/1/22
It may be that mental fatigue is a stereotypical reaction to disturbance of “higher” brain functions. The brain, with its billions of specialized neurons and supporting glial cells, works as a “whole” organ. Every disturbance of brain homeostasis, no matter where the anatomical localization is, would therefore attenuate brain capacity for information processing and, as a consequence, information intake. One way to diminish information intake and processing at the cellular level would be to impair glutamate neurotransmission by attenuating the glial support and especially diminishing the astroglial capacity to clear [Glu]ec. The initial consequence would be slightly increased [Glu]ec, with less precision in glutamate transmission. This would disintegrate the “filter”, which normally selects information and prevents it from reaching the cerebral cortex. We can take the sound from a low-frequency fan as an example. This sound is normally sorted out after hearing it for a while. If this sound is handled with less precision by auditory recognition systems, it will continually be recognized by brain centers as “new” information and be processed in the cerebral cortex as long as the sound is on. The “filter” that normally restrains already recognized information from reaching higher brain centers, has been “opened”. From a physiological point of view, it seems appropriate that the individual, and not the brain at the synaptic level, should determine which information should reach, and be processed by, the cerebral cortex. The decreased attention, increased loudness and light sensitivity, and irritability could be physiological ways of avoiding overstimulation of higher cortical centers. In case the individuals cannot protect themselves from too much sensory stimulation, the filter’s opening leads to overstimulation of the cerebral cortex. Here, the final shutdown of the glutamate transmission could be one mechanism underlying mental exhaustion
Rôle des astrocytes dans le captage des neurotransmetteurs en excès
Dans le cerveau, les cellules appelées astrocytes assurent le « nettoyage » des neurotransmetteurs en excès. Ces astrocytes vont réduire le « bruit de fond » décrit auparavant.
Les dérivés réactifs de l’oxygène réduisent l’efficacité des astrocytes à capter les molécules de glutamate.
D’autres molécules réduisent l’efficacité des astrocytes, comme par exemple les cytokines pro-inflammatoires.
Résumé concernant la fatigue mentale et le sommeil
- Les activités stressantes vont augmenter la concentration en dérivés réactifs de l’oxygène dans le cerveau. Cela produit un stress oxydatif qui attaque les cellules du cerveau.
- De plus le stress peut entraîner la production de molécules de signal pro-inflammatoires (les cytokines) par les microglies.
- Le stress oxydatif, et les molécules pro-inflammatoires vont diminuer l’efficacité des astrocytes à maîtriser la concentration en glutamate, un neurotransmetteur, dans l’espace extra-cellulaire.
- L’efficacité du passage de l’information entre neurones est diminuée, le cerveau est en plein brouillard mental.
- Un des rôles fondamentaux du sommeil est de diminuer la concentration en dérivés réactifs de l’oxygène dans le cerveau, ces DRO endommagent les cellules du cerveau et perturbent le traitement de l’information.