Le chercheur sur le sommeil et la conscience, le professeur associé Bruno van Swinderen étudie les mouches à fruits pour en savoir plus sur le sommeil, car elles ont un cerveau beaucoup plus simple que celui des humains. L’évolution du sommeil et du sommeil animal, peut nous en apprendre beaucoup sur les raisons pour lesquelles nous avons besoin de dormir, pourquoi nous rêvons et ce qu’est exactement la conscience.

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Réponse aux questions sur le sommeil des animaux

Q : Pourquoi certains animaux dorment-ils beaucoup plus longtemps que d’autres ? Par exemple, un lion dort environ 20 heures par jour, mais un guépard ne dort que 12 heures.

A : C’est un grand mystère. Pire encore, les ongulés (vaches et antilopes et autres) ne dorment que quelques heures (peut-être 3-4). À l’autre extrémité, certaines chauves-souris dorment environ 18 heures. Les mouches dorment environ 8 à 10 heures. Il est clair que cela n’a rien à voir avec l’intelligence ou la taille du cerveau. Tout est lié aux multiples fonctions du sommeil, et à la façon dont elles peuvent être accommodées dans la niche spécifique d’un animal.

Q : Les poissons dorment-ils ?

A : Oui. Tous les animaux avec un cerveau dorment, pour autant que cela ait été soigneusement examiné. Je pense qu’il y a peut-être une grenouille taureau mâle dehors qui ne dort pas, mais elle est probablement dans un état assez délabré. S’ils ne dorment pas, il y aura un prix à payer à un moment donné. Certains animaux font tout leur travail d’accouplement sans dormir beaucoup. Le prix à payer est une mort précoce. Cela n’a pas été une bonne stratégie évolutive en général.

Q : La drosophile (espèce de mouche à fruits) présente-t-elle des schémas de sommeil spontané similaires à ceux des humains ?

A : On ne sait pas si les mouches larvaires dorment, bien que des fonctions clés semblables au sommeil se produisent probablement pendant la métamorphose, comme cela a été montré chez le nématode C. elegans. Ces fonctions sont davantage liées au développement, et le sommeil profond est en quelque sorte un mini-développement, avec des changements physiques au niveau des synapses. Personnellement, je ne pense pas que les larves de mouche présentent des schémas de sommeil spontanés ; je pense que, comme les nématodes, leurs fonctions semblables au sommeil sont toutes liées à des changements programmés du développement.

Q : Diriez-vous que plus la complexité du développement d’un organisme augmente, plus le besoin de sommeil augmente ? L’importance du sommeil diminue-t-elle chez les organismes d’ordre inférieur comme les invertébrés dont le cycle de vie est plus court ? Je penserais que leur biologie serait biaisée vers des fonctions plus  » centrales  » comme la reproduction ?

A : Je pense que le point clé  » complexe  » de l’évolution associé au besoin de sommeil, est que le cerveau peut sélectivement prêter attention au monde. Avant cela, les  » fonctions  » du sommeil n’étaient que des processus moléculaires liés aux transitions du développement, souvent associés à la quiescence. Par la suite, le sommeil était également un besoin d’ignorer le monde pendant un certain temps afin d’être en mesure d’y prêter attention de manière appropriée lorsqu’on est éveillé. Il ne s’agit donc pas tant d’une augmentation linéaire de la complexité que d’une fonction en escalier. C’est une hypothèse, cependant.

Q : Tant d’animaux dorment comme nous. Pourquoi les vers ont-ils besoin de dormir ? Est-ce que les mouches dorment comme les vers ?

A : Par vers, vous voulez probablement parler des nématodes (C. elegans), où les recherches sur le sommeil ont été faites. Je ne pense pas que les vers dorment de la même manière que les mouches et les humains. Je pense que certains aspects de leur développement présentent des similitudes avec certaines fonctions du sommeil (profond), mais je ne pense pas qu’ils disposent d’un « interrupteur de sommeil », c’est-à-dire de la capacité de couper rapidement et de manière réversible toute réaction à l’environnement extérieur. De la même manière, je ne pense pas que les vers aient une attention sélective. Pour aller plus loin, je pense que la conscience est apparue chez les animaux qui ont de l’attention. Cela a coévolué avec le besoin de dormir, pour entretenir ces mécanismes d’attention. Ce n’est qu’une hypothèse, mais elle mérite d’être débattue, je pense. En gros, les nématodes ne sont pas conscients. Les mouches le sont.

Q : Est-il relativement aussi facile de réveiller la plupart des animaux du sommeil que les humains ?

A : Il est presque impossible de réveiller une mouche sévèrement privée de sommeil. Quand mon ami Paul Shaw a commencé à chercher le sommeil chez les mouches, nous passions des nuits entières à essayer de les garder éveillées, en tapant sur les tubes dans lesquels elles étaient logées. Je peux vous dire qu’après quelques jours de privation de sommeil, ces mouches ne bougeaient plus. Mais elles n’étaient pas mortes, elles avaient juste besoin de sommeil. Il s’agit d’un critère fondamental pour mesurer le sommeil chez les animaux, appelé « seuil d’éveil accru ». Sans cela, les animaux pourraient juste être tranquillement vigilants.

Q : Quel animal rêve le plus ?

A : L’histoire naturelle du rêve est une question fascinante. Des travaux récents montrent que même les reptiles rêvent. Je ne suis pas sûr de savoir quel animal rêve le plus, mais j’ai entendu dire que les échidnés et les marsupiaux en général ont beaucoup de sommeil paradoxal. Chez les humains, on sait que les nourrissons (même déjà dans l’utérus) rêvent beaucoup plus que les adultes. Tout cela pose la question de savoir à quoi sert le rêve, s’il est présent chez la plupart des animaux et existe avant même que les humains aient des expériences narratives dont ils peuvent parler.

Q : A quoi ressemblent les rêves pour les autres animaux ? Est-ce que mon chien rêve de courir après des balles ? Ont-ils des rêves bizarres et trippants comme nous ?

A : Le sommeil a de multiples fonctions, cela a été l’une des choses confuses sur le sommeil : un seul mot pour plusieurs fonctions différentes, qui ont toutes été emballées dans un temps où le cerveau est  » hors ligne « . Ces fonctions comprennent probablement : l’homéostasie synaptique (maintien de la force synaptique dans une fourchette optimale – c’est important, il y en a un trillion dans votre cerveau), l’élimination des déchets, la consolidation de la mémoire, la régulation du stress, l’apprentissage émotionnel et moteur.