Les neurobiologistes trouvent peu d’indices expliquant pourquoi la chaleur favorise le sommeil de midi

Lors des journées les plus chaudes de l’été, vous risquez de vous endormir en milieu de journée. Dans certaines parties du monde, c’est une norme culturelle de programmer des « siestes » et de fermer des entreprises pendant la partie la plus chaude de la journée. Il s’avère que la biologie, et pas seulement la culture, pourrait être derrière tout cela.

La température affecte la durée du comportement humain, des niveaux d’alimentation et d’activité aux cycles veille-sommeil. Nous pouvons trouver plus difficile de dormir en été et être lents à nous lever les matins plus frais. Mais le lien entre les neurones sensoriels et les neurones qui contrôlent ce cycle n’est pas entièrement compris.

Les neurobiologistes de la Northwestern University ont trouvé des indices sur ce qui se passe. Dans une nouvelle étude, publiée aujourd’hui (17 août) dans la revue biologie actuelle, Les chercheurs ont découvert que les mouches des fruits sont préprogrammées pour faire une sieste au milieu de la journée. Dans le prolongement de son article de biologie de 2020 qui a identifié un thermomètre cérébral actif uniquement par temps froid, le nouvel article explore un circuit de « thermomètre » similaire pour les températures élevées.

Les changements de température ont un effet important sur le comportement des humains et des animaux, signalant aux animaux qu’il est temps de s’adapter aux changements de saisons. L’effet de la température sur le sommeil peut être assez extrême, et certains animaux décident de dormir pendant une saison entière ; pensez à un ours en hibernation -; Mais les circuits cérébraux spécifiques qui interviennent dans l’interaction entre la température et les centres du sommeil restent largement non cartographiés. »

Marco Gallio, professeur agrégé de neurobiologie au Weinberg College of Arts and Sciences

Gallio a dirigé l’étude, affirmant que les mouches des fruits sont un modèle particulièrement bon pour étudier de grandes questions comme « pourquoi dormons-nous? » et « que fait le sommeil pour le cerveau? » parce qu’ils n’essayent pas de modifier l’instinct de la même manière que les humains. quand on tourne toute la nuit, par exemple. Ils permettent également aux chercheurs d’étudier l’influence de signaux externes tels que la lumière et la température sur les voies cellulaires.

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Des cellules qui restent plus longtemps

L’article est le premier à identifier les récepteurs de « chaleur absolue » dans la tête de la mouche, qui réagissent à des températures supérieures à 77 degrés Fahrenheit ; la température préférée de la mouche. Il s’avère que la mouche commune des fruits de laboratoire (drosophile) a colonisé la quasi-totalité de la planète en formant une association étroite avec l’homme. Sans surprise, sa température préférée coïncide également avec celle de nombreux humains.

Comme prévu sur la base des résultats de leur article précédent sur la température froide, les chercheurs ont découvert que les neurones du cerveau qui reçoivent des informations sur la chaleur font partie du système plus large qui régule le sommeil. Lorsque le circuit chaud, parallèle au circuit froid, est actif, les cellules cibles qui favorisent le sommeil de midi restent allumées plus longtemps. Cela se traduit par une augmentation du sommeil de midi qui éloigne les mouches de la partie la plus chaude de la journée.

L’étude a été rendue possible grâce à une initiative de 10 ans qui a produit la première carte complète des connexions neuronales chez un animal (une mouche), appelée connectome. Avec le connectome, les chercheurs ont accès à un système informatique qui leur indique toutes les connexions cérébrales possibles pour chacune des ~ 100 000 cellules cérébrales de la mouche. Cependant, même avec cette feuille de route extrêmement détaillée, les chercheurs doivent encore comprendre comment les informations dans le cerveau passent du point A au point B. Cet article aide à combler cette lacune.

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Les différents circuits pour les températures chaudes et froides ont du sens pour Gallio car « les températures chaudes et froides peuvent avoir des effets très différents sur la physiologie et le comportement », a-t-il déclaré. Cette séparation peut également refléter des processus évolutifs basés sur les cycles chauds et froids de la Terre. Par exemple, la possibilité que les centres cérébraux du sommeil puissent être directement ciblés chez l’homme par un circuit sensoriel spécifique est maintenant ouverte à l’investigation sur la base de ces travaux.

Les prochaines étapes

Ensuite, l’équipe de Gallio espère découvrir les objectifs communs du circuit chaud et froid, pour découvrir comment chacun peut influencer le sommeil.

« Nous avons identifié un neurone qui pourrait être un site d’intégration des effets des températures chaudes et froides sur le sommeil et l’activité chez la drosophile », a déclaré Michael Alpert, premier auteur de l’article et chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Gallio. « Ce serait le début d’études de suivi intéressantes. »

Gallio a ajouté que l’équipe s’intéresse aux effets à long terme de la température sur le comportement et la physiologie pour comprendre l’impact du réchauffement climatique, en examinant comment les espèces adaptatives doivent changer.

« Les gens peuvent choisir de faire une sieste l’après-midi par une chaude journée, et dans certaines parties du monde, c’est une norme culturelle, mais que choisissez-vous et qu’est-ce qui est programmé en vous ? » dit Gallion. « Bien sûr, il n’est pas cultivé chez les mouches, il pourrait donc y avoir un mécanisme biologique sous-jacent très puissant qui manque chez l’homme. »

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