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Laura  Mettraux  
 

Système  nerveux  et  organes  des  sens  MH.  4203  
 

EEG  et  sommeil    
Prof.  Missonnier  

 

EEG  et  sommeil  
Le  sommeil  :  


Alternance  sur  24h  de  veille  et  de  sommeil  



2  moments  privilégiés  pour  dormir  :  la  nuit  et  en  début  d’après-­‐midi  



Évolution  du  sommeil  en  fonction  de  l’âge  

3  processus  de  régulation  


Circadienne  (processus  C)  :  entre  20-­‐28h  
o

Déterminants  endogènes  :  région  pré-­‐optique  de  l’hypathalamus  antérieur,  horloge  hypothalamique  

o

Déterminants  exogènes  :  contraintes  sociales,  alternance  jour-­‐nuit  



Homéostasie  (processus  S)  :  accumulation  d’une  dette  de  sommeil  



Ultradienne  :  rythme  de  90  min,  alternance  sommeil  lent  (SL)  et  paradoxal  (SP)  

 
Régulation  circadienne  
Le   système   circadien   est   un   mécanisme   d’horloge   qui   régule   l’alternance   de   phases   à   haute   ou   basse   pression   de  
sommeil,  indépendant  du  sommeil  ou  de  l’éveil  précédent.  
Notre  horloge  interne  est  réglé  sur  24  h  environ.  Elle  est  contrôlée  par  la  production  de  mélatonine  :    


sécrétée  en  début  de  soirée,  à  mesure  que  la  lumière  diminue,    



atteint  son  pic  de  sécrétion  vers  3  heures  du  matin,  



 responsable  de  l’endormissement  et  du  sommeil  pendant  la  nuit,  



inhibée  par  la  noradrénaline  durant  le  jour.  

 
 

 

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Laura  Mettraux  
 

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Prof.  Missonnier  

 
Régulation  homéostatique  
La  température  centrale  et  ses  variations  cycliques,  qui  sont  un  indicateur  de  l’horloge  interne,  influencent  le  rythme  
circadien  (la  rapidité  d’endormissement  et  la  durée  des  épisodes  de  sommeil).  


Composante  homéostatique  :  lors  s’une  veille  prolongée  on  accumule  une  dette  de  sommeil  (=  sérotonine  ?)  



Rôle   de   la   température  :   en   s’abaissant   en   soirée,   elle   permet   l’endormissement,   En   remontant   le   matin,   elle  
déclenche  le  réveil.  

Vigilance  
La  vigilance  varie  au  cours  de  la  journée.  Elle  tend  à  être  maximale  6h  après  le  réveil  et  au  maximum  de  la  température  
(17h).  La  force  relative  de  ces  2  facteurs  expliquerait  que  l’on  soit  plutôt  du  matin  ou  du  soir.  


Les   tâches   demandant   rapidité   et   réflexion   peu   importante   s’effectuent   au   mieux   qq   heures   avant   le   maximum  
thermique.  



Les  tâches  répétitives  au  maximum  thermique  



La  réalisation  des  tâches  élaborées  n’a  pas  d’horaire  préférentiel.  

Mécanismes  de  régulation  du  sommeil  
L’expérimentation   animale  :   lésion   de   la   formation   réticulée,   l’animal   tombe   dans   le   coma  ;   mais   si   on   fait   une  
simulation  électrique  sur  le  groupe  de  noyaux  cholinergiques  situés  à  la  jonction  du  pont  et  du  bulbe,  on  produit  ainsi  
un  état  de  vigilance  et  d’éveil.  
La  grippe  espagnole  :  Certains  sujets  devenaient  comateux  et  on  observait  une  lésion  de  l’hypothalamus  postérieur  et  
d’autre  étaient  insomniaques  et  avaient  une  lésion  de  l’hypothalamus  antérieur.  
→ Hypothalamus  antérieur  =  centre  du  sommeil  
→ Hypothalamus  postérieur  =  centre  de  l’éveil  
Magoun   et   Moruzzi  :   formation   réticulée  :   activation   corticale   dépend   du   système   réticulaire   par   l’intermédiaire   de   2  
sstèmes  ascendants,  soit  le  réticulo-­‐thalamo-­‐cortical,  soit  directement  le  réticulo-­‐cortical.  

L’éveil  
Importance   de   la   formation   réticulée  :   structure   nerveuse   du   tronc   cérébral   intervenant   dans   la   régulation   de  
grandes   fonctions   vitales,   dans   le   contrôle   d’activitées   motrices   réflexes   et   dans   des   fonctions   cognitives.   De   par   son  
rôle  central  dans  la  régulation  de  la  vigilance,  les  lésions  de  la  formation  réticulée  entraînent  souvent  un  coma.  
3  voies  :  


Réticulo-­‐thalamo-­‐corticale  (Glu,  Ach)  



Ponto-­‐basale-­‐corticale  (noyaux  de  Meynert  :  Ach)    



Réticulo-­‐hypothalamo-­‐corticale  (Glu,  Ach,  histamine)    

Autres  voies  :  


Les   voies   dopaminergiques  :   les   neurones   dopaminergiques   sont  
regroupés   dans   le   tronc   cérébral   et   le   diencéphale,   spécialement  
dans  les  corps  striés.  Ils  interviennent  de  façon  essentielle  dans  la  

 

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motricité  automatique.  


Les  voies  sérotoninergiques  :  Les  corps  cellulaires  de  ces  neurones  sont  principalement  situés  dans  le  noyau  du  
raphé.   De   là,   ils   se   projettent   sur   l’hypothalamus   et   le   cortex  
cérébral.  



Les   voies   histaminergiques  :   Peu   nombreux,   ces   neurones   sont  
concentré  

dans  

le  

noyau  

postérieur  

ventro-­‐latérl  

de  

l’hypothalamus.   Ils   envoient   des   projections   dans   la   plupart   des  
structures  impliquées  dans  la  régulation  des  états  de  veille  et  de  
sommeil.  


Les   voies   cholinergiques  :   Ces   neurones   sont   dispersés   dans   la  
formation   réticulée   du   tron   cérébral,   ou   regroupés   dans   le   noyau  
de  Meynert.    



Les   voies   noradrénergiques  :   2   voies   ascendantes   et   une   voie  
descendante  



Les   voies   adrénergiques  :   Beaucoup   moins   bien   connues,   elles  
forment  un  système  adrénergique  bulbaire  constitué  de  neurone  
disséminés  dans  la  formation  réticulé  bulbaire.  

Exploration  du  sommeil  :  polygraphie  
L’électro-­‐encéphalogramme  (EEG)  :  plus  on  s’enfonce  dans  le  sommeil,  (mis  à  part  le  sommeil  paradoxal)  plus  les  ondes  
cérébrales  se  ressemblent.  Elles  deveinnent  lentes  (basse  fréquence),  amples  et  régulières.  
L’électro-­‐oculogramme   (EOG)  :   des   électrodes   placées   à   l’angle   externe   des   yeux   enregistrent   les   contractions   des  
muscles  oculaires.  On  distingue  ainsi  le  sommeil  avec  mouvements  oculaire  (REM  rapid  eye  movements),  du  sommeil  
sans  mouvement  oculaire  (NREM).  
L’électromyogramme   (EMG)  :   on   enregistre   les   variations   du   tonus   musculaire   avec   des   électrodes   placées   sur   le  
menton.  Ce  tonus  varie  en  jfonction  des  stades  de  sommeil.  On  peut  également  mesurer  l’activité  cardiaque  par  l’ECG  ou  
la  respiration.  

Stades  du  sommeil  
Les  enregistrements  polygraphiques  permettent  le  découpage  du  sommeil  en  
stades.    
Le  sommeil  lent  léger  (stades  1  et  2)  
Il   débute   par   une   phase   d’endormissement,   le   stade   1,   signalé   par   le  
remplacement  progressif  des  ondes  alpha  et  béta,  rapides,   caractéristiques  de  
l’état  de  veille,  par  des  ondes  plus  lentes,  appelées  ondes  théta.  
Mouvements  oculaires  lents  et  de  grandes  amplitudes  
Le  sommeil  lent  profond  (stades  3  et  4)  

 

Il   correspond   à   l’apparition   à   l’EEG   d’ondes   delta,   plus   lentes,   amples   et  
régulières  que  les  ondes  théta.    

 

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Le  sommeil  paradoxal    
Il   tire   son   nom   de   la   reprise   d’une   activité   cérébrale   intense,   signalée   à   l’EEG   par   la  
présence  d’ondes  rapides  proches  des  ondes  alpha  de  l’état  de  veille,  alors  même  que  
le  sujet  est  profondéement  endormi.  
Mouvements   oculaires   rapides,   tonus   musculaire   effondré,   rythmes   cardiaques   et  
respiratoires  irréguliers  et  parfois  rapides.  

Organisation  d’une  nuit  de  sommeil  
L’enregistrement   continu   d’une   nuit   de   sommeil   permet   de   déterminer  
l’enchaînement   et   la   durée   des   différents   types   et   stades   de   sommeil.   La  
représentation  schématique  de  cette  enchaînement  s’appelle  un  hypnogramme.  
Sommeil  lent  :  Hypothalamus  antérieur  inhibe  l’activité  de  l’hypothalamus  postérieur,  
le   noyau   thalamique   réticulaire   cesse   d’être   inhibé   et   bloque   l’activité   des   moyaux  
intralaminaires  du  thalamus  qui  projettent  sur  le  cortex.  


Dépend  de  l’activation  de  l’aire  pré-­‐optique  de  l’hypothalamus  antérieur  



Dépend  de  l’inhibition  des  structures  responsables  de  l’éveil  



5  HT  (sérotonine)  -­‐>  HPT  ant  –I  (GABA)  HPT  post    

Sommeil  paradoxal  :  


Neurones  du  locus  coeruleus  et  du  raphé  médian  sont  off  pendant  SP  :  SP-­‐OFF  



Disparition   du   frein   exercé   par   HPT   post.   sur   les   systèmes   ponto-­‐bulbaires   favorise   l’activité   des   neurones   Ach  
du  pont  et  du  bulbe  :  SP-­‐ON  

Temps  total  de  sommeil  sur  24h  :  


Nourrisson  :  70-­‐80%  
o

Pas  de  stade  mais  sommeil  agité  ou  non  agité  



6  mois  à  1  an  :  60%  



1  à  3  ans  :  50%  



3  à  5  ans  :  45%  



6  à  65  ans  :  35-­‐40%  



65  et  +  :  20-­‐25%  
o

Sommeil  lent  profond  diminue,  sommeil  paradoxal  est  celui  qui  diminue  le  plus  avec  l’âge  

Polysomnographie  
→ Activité  cérébrale  +  activité  musculaire  +  Activité  oculaire  -­‐>  Différentiation  des  stades  de  sommeil  
→ Respiration  +  Activité  cardiaque  +  Mouvements  des  membres  inférieurs  -­‐>  Recherche  de  troubles  du  sommeil  
 
La  ventilation  pulmonaire  :  C’est  un  phénomène  quasi-­‐inconscient  qui  est  principalement  sous  le  contrôles  de  centres  
nerveux  situés  dans  le  bulbe  rachidien.  

 

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EEG  et  sommeil    
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Distensibilité   des   voies   aériennnes   supérieures   VAS  :   Le   sommeil   induit   un   ralentissement   des   fonctions   ainsi   qu’une  
hypotonie   globale,   y   compris   des   muscles   respiratoires.   Ainsi   le   sommeil   entraîne   directement   une   diminution   de  
l’activité  des  muscles  dilatateurs  du  pharynx,  et  donc  une  augmentation  des  résistances  pharyngées.  

Les  apnées  
Une  apnée  est  un  arrêt  total  de  la  ventilation  pulmonaire  pendant  une  durée  de  plus  de  10  secondes.  
On  distingue  3  types  d’apnées  :  


L’apnée  dite  obstructive  qui  est  due  à  un  blocage  de  l’air  par  un  obstacle  au  niveau  du  pharynx  (hypertrophie  et  
hypotonie   de   la   langue,   grosses   Amidales,   ou   hypotonie   des   muscle   pharyngés),   et   qui   est   marquée   par   la  
persistance  d’efforts  respiratoires.  Occlusion  se  trouve  le  plus  souvent    au  niveau  du  voile  du  palais.  



L’apnée   dite   centrale   qui   résulte   d’un   arrêt   de   la   mécanique   respiratoire,   d’un   bloquage   des   muscles  
respiratoires,  par  défaut  du  contrôle  nerveux  de  la  respiration.  



L’apnée  mixte  qui  est  d’abord  centrale  puis  obstructive  (ou  inversément).  

Facteurs   favorisants  :   anomalie   de   la   mâchoire,   macroglossie,   hypertrophie   amygdalienne,   infiltration   graisseuse   ou  
tumorale,   congestion   inflammatoire   nasale   ou   pharyngée  ;   ou   anomalie   de   l’arc   réflexe   dilatateur,   asynchronisation  
entre  les  muscles  pharyngés  et  le  diaphragme.  

Troubles  du  sommeil  
La  narcolepsie  :    
Lors   d’un   accès,   le   patient   est   saisi   par   le   sommeil   en   plein   milieu   de   son   activité.   Il   arrive   qu’il   poursuive   celle-­‐ci   de  
façon   automatique   et   inappropriée.   Non   seulement   l’installation   du   sommeil   est   brutale,   mais   ce   sommeil   débute  
directement  par  une  phase  de  sommeil  paradoxal.  Le  sujet  entre  de  plein-­‐pied  dans  le  rêve.  
L’hypersomnie  idiopathique  :  
Affection   plus   rare   que   la   narcolepsie.   C’est   une   maladie   caractérisée   par   un   allongement   du   sommeil   de   nuit,   une  
difficulté  majeure  du  réveil,  une  somnolence  diurne  permanente.  A  l’inverse  de  la  narcolepsie,  les  siestes  ne  sont  pas  
suivies   d’un   retour   à   un   état   normal   de   vigilance.   Ces   anomalies   ne   sont   pas   temporaire   mais   évoluent   sur   un   mode  
chronique.  Comme  la  cause  de  cette  hypersomnie  est  inconnue,  on  la  qualifie  d’idiopathique.  
Les  insomnies  :  
Insomnie  signifie  manque  total  de  sommeil.  Utilisé  par  extension,  le  terme  désigne  toutes  les  plaintes  en  rapport  avec  
un  sommeil  pauvre  en  quantité  ou  en  qualité.  
Les   insomniaques   expliquent   leurs   dysfonctionnements   divers   de   la   journée  :   fatigue,   somnolence,   difficulté   de  
concentration,  par  ce  sommeil  perturbé.  
 
Les  indices  importants  :  

 



TTS  :  temps  total  de  sommeil  



IQS  :  indice  de  qualité  de  sommeil  =  le  %  de  LP  +  REM  =  +-­‐35%  



IF  :  indice  de  fractionnement  intra  sommeil  avec  ou  sans  myoclonies  



IE  :  indice  d’éveil  intra  sommeil  =  ou  +  que  5  min  

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lat  REM  :  première  survenues  de  REM  sleep  



CREM  :  nombre  de  cycles  REM  (env.  5)  



IA  :  indice  d’apnées  avec  ou  sans  désaturation    



IH  :  indice  d’hypopnées  avec  ou  sans  désaturation    

Hypnogramme    
Normal  :  Alternance  de  SLP,  LL  et  REM  (env.  5  cycles)    
Le  sommeil  est  organisé  en  cycles  comportant  une  phase  de  SL  puis  une  phase  de  SP.  Un  cycle  dure  env.  90min  et  une  
nuit   en   comporte   4-­‐6.   On   parle   de   rythme   ultradien   puisque   chaque   cycle   est   séparé   du   suivant   par   un   intervalle   de  
moins  d’un  jour.  La  teneur  en  SL,  surtout  profond,  entre  chaque  cycle,  diminue  au  fur  et  à  mesure  que  la  nuit  avance.  
Au  cours  d’une  nuit  normale,  le  stade  1  =  5%,  stade  2  =  45%,  stade  3  =  15%,  stade  4  =  10%,  le  sommeil  paradoxal  =  
25%  de  la  totalité  du  sommeil.  

Dépression  :  Augmentation  de  la  latence  d’endormissement  et  éveil  intra  sommeil  

Insomnie  rebelle  :  Quelques  phases  de  somnolence  nocturne  

 

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Système  nerveux  et  organes  des  sens  MH.  4203  
 

EEG  et  sommeil    
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Apnées  du  sommeil  :  Essentiellement  du  stade  2  et  nombreux  micro  éveils  liés  aux  apnées  

 

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