Les structures cérébrales orchestrant les cycles quotidiens d’éveil, de sommeil paradoxal (REM) et de sommeil lent (NREM) ont été identifiées avec une précision remarquable. Cependant, les mécanismes par lesquels les centres du sommeil s’adaptent de manière dynamique aux défis environnementaux demeurent mal connus. Ici, nous proposons que le cortex préfrontal (PFC), un centre clé de la régulation du stress, pourrait moduler l’architecture du sommeil par des projections directes vers le noyau préoptique ventrolatéral (VLPO), un centre majeur de la régulation du sommeil. Afin de répondre à cette question, nous avons caractérisé l’architecture fine du sommeil chez la souris grâce à des enregistrements électrophysiologiques intra-cérébraux multi-sites associés à des manipulations bidirectionnelles (activation et inhibition) de la voie PFC-VLPO.

Nous montrons qu’un stress de défaite sociale (SDS) induit un raccourcissement des épisodes de REM qui persiste pendant la phase lumineuse malgré un retour à la normale des proportions globales de NREM, de REM et d’éveil ( Figure 1 ). Ce changement, marqué par une augmentation des épisodes courts de REM et une réduction des épisodes longs, rappelle la fragmentation des épisodes de REM souvent décrite dans les conditions liées au stress. L’inhibition chimiogénétique des projections PFC-VLPO n’a aucun effet dans les conditions de base, mais prévient le raccourcissement des épisodes de REM induit par le SDS. Il est intéressant de noter que l’activation optogénétique de cette voie suffit à raccourcir les épisodes de REM, malgré l’absence de stress, et favorise des transitions rapides vers le NREM. Enfin, grâce à l’optogénétique ex vivo, nous démontrons que l’activation des terminaisons du PFC induit des courants monosynaptiques dans les neurones favorisant le NREM.

Par conséquent, la voie PFC-VLPO assure une régulation descendante spécifiquement recrutée sous stress pour raccourcir les épisodes de REM et augmenter les transitions vers le NREM tout en préservant la durée totale du NREM.