Contexte et découverte
Les recherches classiques attribuaient l’initiation du sommeil aux structures sous‑corticales, le cortex étant considéré comme simple récepteur des signaux. Une étude publiée dans Nature remet en cause ce paradigme en identifiant une population de neurones inhibiteurs du cortex, les Sst‑Chodl, qui représente environ 0,1 % des neurones corticaux (un neurone sur mille). Ces cellules expriment simultanément les gènes Sst et Chodl, ce qui a nécessité la mise au point d’une stratégie de marquage double‑gène après plusieurs années de travail.
Caractéristiques anatomiques et fonctionnelles
Contrairement aux neurones inhibiteurs habituels, qui restent locaux, les Sst‑Chodl possèdent une arborisation massive couvrant tout le cortex visuel et projetant leurs axones vers les aires somatosensorielles, auditives, de mémoire spatiale, de navigation et motrices. Une seule cellule peut atteindre des régions situées à plus de 2 mm du corps cellulaire, ce qui a été confirmé par des courants inhibiteurs détectés dans un tiers des neurones enregistrés à cette distance. Lors d’une imagerie de 111 cellules, 95 ont montré une activité accrue pendant le sommeil à ondes lentes et l’éveil immobile, alors qu’elles étaient silencieuses pendant la course et le sommeil paradoxal (REM).
Expérimentations optogénétiques
Les chercheurs ont introduit un canal ionique activé par la lumière (optogénétique) dans les Sst‑Chodl afin de les faire s’activer à la demande. La stimulation optogénétique du cortex visuel a entraîné une hausse du delta power (ondes lentes de haute amplitude) dans toutes les couches corticales, ainsi qu’une augmentation de la fréquence et de la durée des états DOWN. Notamment, le taux de décharge global des neurones n’a guère varié, ce qui indique que les Sst‑Chodl modulent surtout la synchronisation du réseau plutôt que le nombre d’impulsions. La réponse était indépendante de la fréquence du stimulus (plat, delta, 20 Hz ou 60 Hz), suggérant une propriété intrinsèque de ces cellules à imposer une oscillation unique.
Conséquences comportementales
Chez des souris libres, l’activation des Sst‑Chodl a augmenté la proportion de sommeil à ondes lentes et de REM, réduit le temps d’endormissement et incité les animaux à se réfugier dans leurs nids pendant la phase diurne. Lors d’une expérimentation pendant la phase nocturne, où les rongeurs sont habituellement actifs, la stimulation a tout de même induit un sommeil supplémentaire, dépassant le total habituel de sommeil diurne. Ces observations confirment que les Sst‑Chodl sont capables d’initier et de soutenir le sommeil de façon autonome, sans nécessiter de signaux sous‑corticaux.
