Modélisation de la Balance du Sommeil
La mesure du temps n’est pas chose arbitraire et conventionnelle. Elle répond, au contraire, à des besoins précis et obéit à des règles séculaires éminemment respectables.
Ch. Lallemand, Revue scientifique - 13-20 mai 1915
À l’état normal, l’éveil et le sommeil se succèdent régulièrement selon un rythme synchronisé avec le cycle jour-nuit.
Cet équilibre obéit à un système de double balancier :
- Le Balancier Circadien est la montre qui module la pression de sommeil et la pression d’éveil en fonction de la période du nyctémère (la capacité à s’endormir est maximale la nuit et en début d’après-midi).
- le Balancier Homéostatique est le chronomètre (ou le Sablier) qui détermine quotidiennement la durée du sommeil en fonction des besoins individuels et des contraintes extérieure (dette de sommeil ou au contraire grasse matinée).
Voir également l’article "Chronobiologie : devoir dormir" pour comprendre les mécanismes de régulation de l’équilibre veille-sommeil.
Animation de la Balance-du-Sommeil®.
Un système à double balancier en équilibre instable .
Un modèle animé sous (FlashPlayer9) pour comprendre la fragilité du système de régulation du sommeil, et les sept paramètres différents à prendre en compte pour savoir dormir.
- Cliquer sur l’image pour passer au modèle interactif
- Prototype 2003 du "Double Balancier" du sommeil
(Le système tourne sous Flash Player
Si vous n’arrivez pas à voir cette animation, cliquez içi pour télécharger la dernière version sécurisée).
Mode d’emploi :
Le poussoir marche/arrêt permet de stopper le mouvement pour modifier les paramètres.
Le déplacement (à la souris) des "roulettes" et/ou des curseurs modifie l’équilibre de la Balance-du-Sommeil®.
Commencer par paramétrer un chronotype prédéfini avant d’observer l’influence des modifications de la pression d’éveil et de sommeil.
Comment faire en cas d’excès d’éveil ou de sommeil ?
Comment faire pour travailler la nuit ?
Comment s’adapter à un décalage de rythme interne comme le jetlag ?
Le Modèle animé de la balance permet de comprendre la fragilité du système de régulation du sommeil et d’observer l’influence des sept paramètres à prendre en compte pour savoir dormir.
Mode d’emploi du modèle interactif :
Le poussoir marche/arrêt permet de stopper le mouvement pour modifier les paramètres.
Le déplacement (à la souris) des "roulettes" modifie le point d’équilibre du système vers l’éveil ou le sommeil.
Le déplacement des curseurs traduit l’impact de notre comportement sur l’équilibre éveil/sommeil :
Le curseur de gauche modélise l’impact du réveil-matin ou de la grasse matinée sur la pression d’éveil.
Le curseur de droite modélise l’impact de la sieste ou, au contraire, de la privation de sommeil sur la pression de sommeil.
Le curseur du centre condition la force d’interactions "souple" ou "rigide" entre l’horloge et le sablier. Ainsi, on observe pourquoi les gens ne réagissent pas de la même façon au travail de nuit ou, à l’inverse au jetlag, selon qu’ils sont d’un chronotype (Cf.) "souple" ou "rigide".
Attention au crash du système ... mais sur le modèle, on peut toujours recommencer.
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3. Des "donneurs de temps" extérieurs : Le réglage de cette horloge qui reflète normalement la synchronisation entre le jour et l’ éveil, la nuit et le sommeil ,n’est pas immuable, mais peut être affecté les "Somnicaments" (la lumière, la chaleur, l’alimentation, la position debout et les contacts sociaux) qui qui peuvent permettre ,dans certains cas, de restaurer la synchronisation initiale du système.
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4. La force des interactions entre les deux balanciers et la force d’inertie de tout le système conditionnent les capacités d’adaptation à des rythmes de sommeil irréguliers.
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- Modélisation de la balance du sommeil
Certaines situations de dissociation interne aboutissent à un mouvement imprévisible de type chaotique.
Dans notre expérience, de nombreux troubles fonctionnels rencontrés en médecine générale pourraient avoir leur origine dans des désordres chrono-biologiques de cette nature.
Les maladies en rapport avec la fatigue ou la fibromyalgie sont très souvent associées à ce type de désordre.
Dans un certain nombre de cas, la prise de médicaments sédatifs ou antidépresseurs peut entrainer une rupture d’équilibre entre les deux balanciers.
Le modèle du Double-Balancier nous permet d’observer les conditions nécessaires au maintien de l’équilibre veille/sommeil dans différentes circonstances :
- La privation de sommeil augmente la masse du sablier (la pression de sommeil) et déplace le système vers la somnolence.
- La grasse matinée augmente la pression d’éveil (qui dépend de l’heure du lever). Sur le modèle, cela augmente la masse de l’horloge circadienne (et peut donc conduire à l’insomnie).
- On peut observer également pourquoi certains paramètres du chronotype rendent difficile le travail nocturne (ou trop matinal).
Par exemple, le sujet qui est "équipé" d’une pression circadienne forte aura des difficultés à s’imposer un rythme de sommeil à contre phase (travail de nuit).
Certains situations chaotiques obtenues après une modification de la période d’un des deux balanciers, s’apparente aux états de dissociation interne rencontrés chez les sujets victimes d’inadaptation au travail posté ou après les décalages horaires.Ces états de "dissociation interne" se traduisent par une sensation de fatigue et des troubles fonctionnels divers et variés (comme la migraine ou le mal au dos). (voir "Syndrome d’hyposommeil").
- Le paramètre "souplesse du système" (le ressort entre les deux balanciers) n’intervient que dans les états de dissociation interne.
Les sédatifs [1] relâchent le ressort.
Les excitants [2] durcissent le ressort.
On comprend bien que la solution aux problèmes de sommeil ne peut pas se limiter simplement à la prise de ces "remède". - Le modèle permet d’observer également les situations de désynchronisation chaotique, très représentative des états de dissociation interne secondaires à une inadaptation au travail posté ou aux voyages en avion.
Voir l’article "Travail de nuit" et l’article "jetlag" (décalage horaire du voyageur. Pour savoir exactement comment paramétrer le système, il faut d’abord savoir répondre à la question : "quel dormeur êtes-vous donc ?" :
Court ou long dormeur ?
Du matin ou du soir ?
Plutôt souple ou plutôt rigide ?
NB : Pour plus d’explications sur le "Double Balancier" voir l’article : "Mécanisme de régulation du sommeil"
Voir également les articles Atelier du sommeil et Double-Balancier pour les Nuls pour mieux comprendre comment utiliser le système.
Nb ; Geneviève Tulloue est une physicienne passionnée par la "transversalité des concepts". Elle a bien voulue donner vie au Double Balancier du Sommeil. Nous la remercions infiniment pour sa généreuse participation. (Voir son site : Figure animée pour la physique).
P.-S.
- Quelques liens externes pour en savoir plus...
- Horloge biologique et rythme veille-sommeil (Dr Leger, 2005).
- Sleep Review Reports (Sleep Review Reports).
- Mélatonine et rythmes circadiens (Sleep Review Reports).
- Luminothérapie et maladie d’Alzheimer (Sleep Review Reports).
- Eclairage luminothérapeutique (Sleep Review Reports).
- Un effet de « jet-lag » induit par les anesthésies générales ? (Science.gouv.fr, Laure Pain ,Unité Inserm « Physiopathologie clinique et expérimentale de la schizophrénie », GRERCA, Groupe de Recherche expérimentale et d’Etudes sur les Répercussions Cognitivo-affectives de l’anesthésie.
- TIME MATTERS : Biological Clocks work Passionnant article très bien illustré (en Anglais) sur l’importance des Horloges Biologiques et l’histoire de leur découverte.
Notes
[1] Sédatifs : alcool, somnifères, tranquillisants, médicaments antiallergiques, antitussifs, antivomitifs...
[2] Excitants : alcool, tabac, thé (Ice tea), café (redbul° Darkdog° ...), Médicaments à bases de dérivés d’amphétamines (certains traitement "jour" des rhumes) , Produits stupéfiants (extazy, cocaine ...)