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LE SOMMEIL

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PHYSIOLOGIE DU SOMMEIL

Vigilance et Homéostasie

Les états de vigilance

  1. Anatomie
  2. La polygraphie de sommeil
  3. Les mécanismes du sommeil
  4. Les parasomnies

La chronobiologie

  1. Les rythmes biologiques
  2. Les synchronisateurs externes
  3. Modulation circadienne

PATHOLOGIES DU SOMMEIL

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LE SYSTÈME NERVEUX

LE NEURONE

SOMMAIRE

FORMATION RÉTICULÉE

THALAMUS

HYPOTHALAMUS

LE THALAMUS

Le thalamus, de forme ovoïde, représente 80% du diencéphale. Il est le relais de toutes les informations sensitives qui se rendent aux différentes aires corticales. En fait, la quasi totalité des influx envoyés au cortex passent par les noyaux thalamiques, ceux qui participent à la régulation des émotions et des fonctions viscérales comme ceux qui participent au contrôle du mouvement et de l'activité des aires motrices. Le thalamus joue ainsi un rôle essentiel dans la sensibilité, la motricité, l'excitation corticale (vigilance) comme dans les circuits d'intégration de l'affectivité, de l'humeur et de la mémoire.

On distingue, au sein du thalamus, deux systèmes : un système thalamique dit "spécifique" et un système thalamique dit "non spécifique" (STNS). Les connexions corticales des noyaux du STNS (noyaux intra-laminaires) sont diffuses et mal systématisées, touchant l'ensemble du cortex. Les noyaux intra-laminaires du thalamus reçoivent essentiellement leurs afférences de la formation réticulée du tronc cérébral et projettent à l'ensemble du cortex. Ils entrent dans les mécanismes d'activation corticale diffuse (neurones Glu / Asp) et donc, dans la fonction de vigilance.

Il faut réserver une place particulière au noyau réticulaire du thalamus, qui enveloppe le thalamus comme une coque. Ce noyau est exclusivement en rapport avec les autres noyaux du thalamus en particulier avec les noyaux intra-laminaires. Il est essentiellement composé de neurones GABAergiques doués d'activités autonomes rythmiques (neurones "pace maker"). et entre dans les mécanismes de maintien du sommeil lent (synchronisation corticale).

La presque totalité du cortex cérébral reçoit des projections thalamiques. Le cortex, en retour, envoie des fibres descendantes vers le thalamus. Ces fibres cortico-thalamiques constitue un système de renvoi qui exerce sur chaque centre, spécifique ou non, une action de contrôle et de régulation.

L'HYPOTHALAMUS
Le cortex associatif fronto-orbitaire, le rhinencéphale, l'hypothalamus, le thalamus non spécifique et la formation réticulée forment ce que Konorski (1967)  appelle le cerveau émotif.

Le cortex associatif fronto-orbitaire est impliqué dans la vie émotionnelle, dont toutes les manifestations (joie, peur, colère, souffrance) présentent toujours un double aspect végétatif et moteur. Les réponses obtenues sont globales et concernent les grandes régulations végétatives, cardio-vasculaires et respiratoires.

Le système limbique ou "rhinencéphale" se dispose en cercles concentriques autour de l'hypothalamus, où convergent l'ensemble de ses efférences. Il reçoit toutes les modalités sensorielles qui représentent l'environnement comme toutes les informations végétatives qui participent à l'homéostasie. Le système limbique module dans le sens du plaisir ou du déplaisir la charge affective d'une sensation, évaluant à chaque instant l'intérêt d'une situation en fonction des conditions sensorielles du moment mais aussi de l'état biologique de l'individu. En effet, l'aspect affectif élémentaire, qui explique la plupart des comportements, n'est pas directement lié au stimulus mais dépend surtout de la situation générale de l'individu, de son état central, de sorte qu'un même stimulus peut être suivant le moment agréable ou désagréable, pouvant ainsi avoir une charge affective complètement opposée. Chez l'homme, l'état du milieu intérieur module la composante affective des sensations gustatives, olfactives ou thermiques.

Si, par exemple la température centrale d'un individu est légèrement élevée (fièvre), le contact avec des objets froids (dont la température est légèrement inférieure à celle de la peau) sera jugé agréable, le contact avec des objets chauds (dont la température est légèrement supérieure à celle de la peau) sera jugé désagréable. Des substances sucrées sont agréables pour un sujet à jeun, écoeurantes pour un sujet rassasié.

Le système limbique confère, de ce fait, un pouvoir motivant à une information sensorielle; cette information, chargée d'une signification affective, devient un motif d'action et déclenche, par l'intermédiaire de l'hypothalamus, un comportement. De plus, une information sensorielle acquiert ou non une résonance émotive par référence au passé. Les comportements innés peuvent alors être modulées par le vécu individuel, lié à l'apprentissage et à la mémoire. Se crée ainsi la dualité entre la réalité du monde objectif et le monde subjectif de l'expérience et du vécu. L'activité du lobe limbique est donc sous l'étroite dépendance des structures responsables de la mémoire, et en particulier du lobe temporal. Se référant aux souvenirs du sujet, il sélectionne les informations sensorielles importantes, donc motivantes, et les comportements les plus adaptés aux circonstances et à l'individu.

Centre le plus important des régulations végétatives, l'hypothalamus commande aussi bien des actions nerveuses somatiques et végétatives que des actions hormonales. Ayant lui-même une fonction neurosécrétoire, il établit le lien entre le système nerveux et le système endocrine. Il intègre donc des afférences nerveuses et des afférences humorales, en particulier hormonales. L'activité de l'hypothalamus est, en fait, étroitement soumise aux conditions du moment : à l'état nutritionnel, aux taux d'hormones circulantes, à l'éclairement, à la température ambiante etc ... C'est au niveau de l'hypothalamus que sont enregistrées les fluctuations des différents paramètres des milieux intérieur et extérieur, de façon à ce que l'organisme réponde de façon adaptée à chaque situation. Cerveau du milieu intérieur, il est le gardien de l'homéostasie réactive et prédictive, c'est à dire du maintien d'un équilibre vital pour l'individu et l'espèce. Pierre angulaire du cerveau émotif et viscéral, il est le centre nerveux diencéphalique qui coordonne toutes les actions de l'organisme destinées à assurer la survie de l'individu et la perpétuation de l'espèce. Il gère les conduites nées des pulsions réglées sur les variations de l'équilibre biologique interne (faim, soif) soit les comportements motivés à fonction homéostatique. De tels comportements motivés sont avant tout destinés à l'individu auquel il confère un avantage direct en regard de sa propre survie - ressentir ses besoins pour y remédier par des apports. Il gère également d'autres comportements dépourvus de fonction homéostatique tel que le comportement sexuel, le comportement parental ou la réponse au stress - soit l'adaptation comportementale aux conditions de vie. Ces comportements motivés sont dirigé vers le monde extérieur et affectent la survie de l'espèce.

La région antérieure de l'hypothalamus est dite trophotrope à orientation fonctionnelle parasympathique. Elle est homéostatique. L'aire préoptique est une structure primordiale d'intégration dans la thermorégulation, la vigilance (induction du sommeil lent) et le contrôle des comportements homéostatiques (boisson) ou non (comportement sexuel). Elle est située juste au-dessus du noyau suprachiasmatique, qui est, à la fois, notre horloge et notre calendrier biologiques internes. Ce noyau suprachiasmatique, centre pilote de l'homéostasie prédictive, régule, selon des rythmes circadiens ou circannuels, notre température centrale, notre vigilance et nos divers comportements (comportements sexuels chez l'animal) et humeurs (dépressions saisonnières). La région antérieure de l'hypothalamus intervient donc plutôt dans la régulation, réactive et prévisionnelle, des constantes du milieu intérieur dans un environnement calme. La région postérieure intervient dans les mécanismes de l'éveil. Elle est dite ergotrope. Le système ergotrope (orthosympathique-médullo-surrénale) est le principal système d'alerte de l'organisme, qui permet de faire face aux situations d'urgence. La mise en jeu des effecteurs orthosympathiques produit les réactions observées lors de la colère, de l'attaque ou de la peur (dilatation pupillaire, rétraction de la membrane nictitante, pilo-érection, vasoconstriction, sudation, tachycardie, hypertension artérielle, inhibition digestive et hyperglycémie).

La région latérale de l'hypothalamus est surtout liée au système limbique et intervient donc plus dans l'élaboration des comportements motivés. Elle assure une mise en tension comportementale nécessaire à l'action. La stimulation de l'hypothalamus latéral induit une mise en tension comportementale, dissociée du but. Elle n'est pas directement responsable de l'organisation des comportements, elle agit plutôt comme une commande à distance qui fournit la possibilité à des séquences nerveuses pré programmées génétiquement et affinées par l'expérience de s'exprimer à travers les arborisations du système stimulé. Elle produit l'impulsion qui déclenche l'acte, la finalité de l'acte en elle-même étant fixée par la cible présente dans l'environnement. Cette mise en tension comportementale est sous la dépendance des monoamines : noradrénaline et dopamine. La région médiane est essentiellement liée au système endocrine (système hypothalamo-antéhypophysaire). Ainsi, le système endocrine participe à la régulation végétative (équilibre énergétique, régulation cardio-vasculaire), soit aux mécanismes d'homéostasie réactive. Il est étroitement dépendant des rythmes internes (circadiens, circannuels) et donc du noyau suprachiasmatique, participant ainsi aux mécanismes d'homéostasie prédictive (pic matinal du cortisol). Il participe aux divers comportements motivés (comportement sexuel). Il dépend également des divers états de vigilance (hormone de croissance) et de nombreux facteurs psycho-émotionnels (saignements menstruels chez la femme liés au stress). La stimulation des régions médianes de l'hypothalamus provoque  toute une série de comportements d'aversion, que l'animal cherche avant tout à interrompre (Delgado, 1954). Activé par l'acétylcholine, ce système aversif est inhibé par les peptides opiacés et le GABA. 

Tous les systèmes sont étroitement connectés. Ils forment une espèce d'écheveau où le moindre brin ne peut être cassé, rompu, déplacé, manquant, sans conséquence fâcheuse pour le tout.  De fait, aucun des noyaux hypothalamiques n'est vraiment monofonctionnel.