Comprendre les différents cycles du sommeil

Article mis a jour le 17.04.2024
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Pendant que nous dormons, nous enchainons les cycles de sommeil sans nous en apercevoir et passons par différents stades de sommeil : sommeil léger, sommeil profond et, sommeil paradoxal.Nous alternons durant ces phases de sommeil plusieurs évènements tel que des rêves, des micro éveils, des mouvements. Cette architecture ultra-sophistiquée peut se troubler lorsque nous souffrons de troubles du sommeil comme l’apnée du sommeil.

Nous passons en moyenne un tiers de notre existence à dormir. Cela peut sembler beaucoup, mais ce n’est rien en comparaison du koala qui consacre, quant à lui, plus de 80 % de sa vie au sommeil ! Il dort en effet entre 20 et 22 heures par jour. Notre sommeil à nous, humains, dure de 6 heures à 10 heures. Pour info : il est recommandé de dormir au moins 7 heures par nuit.

Sommeil paradoxal : le cycle du rêve

Sur ces heures de sommeil, nous passons environ 100 minutes à rêver. Sommeil léger, sommeil profond, sommeil paradoxal : le dormeur traverse en effet plusieurs phases de sommeil : c’est dans cette dernière phase, celle du sommeil paradoxal, qu’il rêve. La succession de ces différentes phases constitue un cycle de sommeil, lequel dure en général entre 90 et 120 minutes.
Quatre à six cycles de sommeil peuvent se succéder pendant une nuit. Chaque cycle commence par une phase de sommeil léger et se termine par une phase de sommeil paradoxal. Lors des premières heures de sommeil, le sommeil profond est plus présent alors que sommeils léger et paradoxal sont plus abondants dans la seconde moitié de la nuit.
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Dr Thierry CASTERA, médecin du sommeil

Comment savoir dans quel cycle du sommeil nous sommes ?

Pour déterminer chaque stade du sommeil, on s’appuie sur un certain nombre de paramètres [1] :

  • l'activité électrique du cerveau,
  • la pression artérielle,
  • les rythmes cardiorespiratoires,
  • l'activité musculaire,
  • les mouvements oculaires à l’aide d’un électrooculogramme (EOG).

En matière d’activité électrique cérébrale, on distingue ainsi quatre principaux rythmes physiologiques définis par leur fréquence (oscillations par seconde/Hz ou cycles/secondes) et leur amplitude (microvolts).

Il s’agit des ondes cérébrales :
  • les ondes Alpha (8 à 13 c/s et 30 à 50 microvolts d’amplitude), qui correspondent à l'état de veille calme - yeux clos et corps détendu-, ainsi qu’à la phase d’endormissement,
  • les ondes Bêta (14 c/s et plus et 30 microvolts) qui apparaissent dans des conditions d'éveil actif et de sommeil paradoxal,
  • les ondes Thêta (4 à 7 c/s et 50 à 100 microvolts) qui apparaissent dès l'installation du sommeil,
  • les ondes Delta (0,5 à 3 c/s et 100 à 200 microvolts) qui correspondent au sommeil profond.
De même, ce sont des mouvements alternatifs rapides des globes oculaires qui caractérisent le sommeil paradoxal. Ce phénomène est d’ailleurs à l’origine de son nom en anglais : REM sleep pour Rapid Eye Movement. Sommeil léger et sommeil profond rentrent tous deux dans la même catégorie de sommeil à mouvements oculaires non rapides (NREM). Ces deux phases de sommeil - REM et NREM - sont associées à des activités neuronales différentes et se traduisent sur l’électroencéphalogramme (EEG) par des tracés d'ondes cérébrales différentes [2].

Le saviez-vous ? Ce n’est qu’en 1953 que le sommeil paradoxal est identifié à l’aide d’un électrooculogramme (EOG) [3].

Exemple classique des cycles du sommeil durant une nuit

Le sommeil NREM se caractérise par une diminution de l'activité physiologique globale et un sommeil profond. Les ondes cérébrales électriques sont lentes et l’amplitude respiratoire plus importante. Le rythme cardiaque et la tension artérielle diminuent. Le sommeil NREM comprend quatre stades :

  • Stade 1 : sommeil lent et peu profond. Il correspond à une transition entre l'état d'éveil et le sommeil, représentée par des ondes alpha, et des ondes bêta rapides sur l'EEG. L'activité musculaire ralentit et le pouls diminue pendant cette phase [4].

  • Stade 2 : sommeil lent et léger pendant lequel le dormeur est facilement réveillé. Ce stade se caractérise par un ralentissement des ondes électriques cérébrales et du rythme cardiaque, ainsi que par la baisse de la température corporelle.

  • Stade 3 : sommeil lent avec une transition vers le sommeil très profond. Il se manifeste par des ondes delta lentes.

  • Stade 4 : sommeil lent et très profond pendant lequel les muscles se détendent. La pression artérielle, le pouls, la température, la fonction urinaire, ainsi que la consommation d'oxygène des muscles diminuent. Il est difficile de réveiller le dormeur.

Le sommeil REM se caractérise par une activité cérébrale intense [5]. Les ondes cérébrales sont rapides, la fréquence cardiaque et la respiration s'accélèrent. En revanche, on observe une absence totale de tonus musculaire. C’est cette contradiction entre activité cérébrale intense et atonie musculaire qui est à l’origine du terme de sommeil paradoxal.

Pendant la nuit, chaque cycle de sommeil voit se succéder les quatre stades de sommeil NREM suivi d’une période sommeil REM ou sommeil paradoxal. Le sommeil NREM représente environ 75 % d’une nuit de sommeil et le sommeil REM environ 25 %.
Dans la première moitié de la nuit, les stades NREM prédominent alors que les heures suivantes, en particulier les deux dernières heures, ce sont les stades de sommeil REM qui sont majoritaires [6].
Quand sommeil rime avec réveil
Contrairement aux idées reçues, nous ne passons donc pas de longues heures en sommeil profond. Le sommeil profond occupe à peine 20 % de nos nuits, à peu près la même proportion que le sommeil paradoxal.

Les autres heures de sommeil se répartissent entre sommeil léger, somnolence et périodes de micro-réveils. Il est donc tout à fait normal de se réveiller plusieurs fois au cours d’une nuit. De très courte durée, ces réveils interviennent généralement en fin de cycle avant d’enchaîner un nouveau cycle. Cependant, tous les réveils ne se valent pas. Lorsqu’ils durent plus longtemps, qu’ils surgissent toujours à la même heure et que vous éprouvez des difficultés à vous rendormir, vous souffrez peut-être d’insomnie.

Si vous vous réveillez le matin, après un sommeil apparemment sans heurt, c’est peut être parce que votre sommeil est fragmenté. Vos nuits sont alors ponctuées de mini réveils sans que vous en soyez conscients. Or ces dizaines de micro réveils génèrent une fatigue chronique et une somnolence diurne. Attention, ils sont souvent indicateurs d’un syndrome fréquent : l’apnée du sommeil.

Chez Sleep Doctor, nous avons développé un parcours médical optimal pour vous aider à repérer, évaluer et traiter vos troubles du sommeil. Commencez notre test de dépistage de l’apnée du sommeil en 3 minutes.

En résumé :

  • Lors d’une nuit nous enchainons plusieurs cycles de sommeil, lesquels durent en général entre 90 et 120 minutes.
  • Un cycle de sommeil se compose de quatre stades de sommeil NREM suivi d’une période sommeil REM ou sommeil paradoxal.
  • S’il est normal de se réveiller plusieurs fois au cours d’une nuit, des multitudes de micro-éveils peuvent signaler la présence d’un trouble respiratoire : l’année du sommeil.
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Dr Thierry CASTERA, médecin du sommeil
Sources

[1] Frank-Stromberg M, Olsen SJ (2004) Measuring sleep. Instruments for clinical health-care research. Bartlett Publishers.
[2] Phillips, B. & Gelula, R. 2006. Sleep-wake cycle: Its physiology and impact on health. National Sleep Foundation, p. 1-19.
[3] Aserinsky E KN. Regularity occuring periods of eye motility, and concomitant phenomena. Science 1953; 118, p.273–274.
[4] Lee-Chiong T (2006) Sleep: a comprehensive handbook. John Wiley & Sons.
[5] Lee-Chiong T (2006) Sleep: a comprehensive handbook. John Wiley & Sons.
[6] Carskadon, M. A. & Rechtschaffen, A. 2011. Monitoring and staging human sleep. Principles and practice of sleep medicine, 5, p.16-26.