Contexte et objectifs : Plus de deux adultes sur trois souffrant de douleur chronique présentent une altération de leur sommeil (Morin, 1998, Smith, 2000). Des études réalisées auprès de grands brûlés ou de patients souffrant de douleur chronique font état d’effets bidirectionnels, à savoir qu’une nuit marquée par une difficulté à dormir peut être suivie d’une douleur plus intense le lendemain et, vice-versa, une journée marquée par une vive douleur est souvent suivie d’une mauvaise nuit de sommeil (Affleck, 1996, Raymond, 2001). La caractérisation des altérations nocturnes est essentielle pour comprendre les mécanismes cérébraux d’intégration de la douleur et les conséquences cérébrales de syndromes douloureux. Les patients présentant un syndrome douloureux ont de fréquents micro-réveils à tout moment de la nuit, y compris pendant le sommeil profond, laissant supposer que celui-ci n’agit pas comme un analgésique (Raymond et al. 2001, Moldofsky 2001).

Il a été longtemps admis que, au cours du sommeil, l’information sensorielle était bloquée à un niveau très précoce de son traitement par le système nerveux central, notamment en raison de mécanismes inhibiteurs au sein du thalamus (Pompeiano 70, Steriade et al. 90). Malgré l’existence de ces mécanismes de contrôle des informations externes, l’hypothèse d’un isolement sensoriel a été remise en cause par des études électrophysiologiques chez l’Homme. Ces études, utilisant pour la plupart la technique des potentiels évoqués, ont apporté des arguments en faveur non seulement d’un transfert, mais également d’une analyse de l’information sensorielle par le cerveau endormi (Cfr. Bastuji et Garcia-Larrea 1999, 2006). L’étude, que nous avons débutée chez des sujets sans pathologie douloureuse, est le premier pas vers le développement d’un modèle expérimental de stimulation douloureuse itérative au cours du sommeil, applicable en clinique et permettant d’établir quelles anomalies de la structure du sommeil peuvent être induites par des douleurs calibrées cutanées.

Notre projet tente de caractériser, en termes comportementaux et électrophysiologiques, le traitement de l’information nociceptive au cours du sommeil chez des sujets sains. Nous souhaitons également établir, par des enregistrements intracrâniens, les rapports entre activité thalamique et néo-corticale au cours de la stimulation douloureuse survenant lors du sommeil et plus particulièrement pendant le sommeil paradoxal.

Résultats : 1- Nous avons récemment complété la première investigation électrophysiologique et comportementale des réponses à la stimulation nociceptive au cours de l’ensemble des phases du sommeil chez des sujets sains. La réalisation de potentiels évoqués au laser (PEL) au niveau du scalp a permis de vérifier la persistance d’une analyse cérébrale, stade-dépendante, de la douleur au cours de toutes les phases du sommeil (Bastuji et al 2007 in press). De plus, l’instabilité des PEL au cours d’une même phase de sommeil suggère que l’analyse de l’information nociceptive pourrait dépendre des fluctuations d’activité du couple thalamo-cortical intervenant au sein d’un même stade ;

2- À l’aide d’enregistrements intracrâniens nous avons récemment montré que le couplage fonctionnel entre les activités thalamique et corticale est brisé au cours du sommeil paradoxal (Magnin et al. 2004). Pendant ce stade, l’activité corticale devient similaire à celle de l’éveil, dominée par des rythmes rapides, alors que le thalamus montre des bouffées d’activité lente véritablement « paradoxales », témoignant d’un découplage fonctionnel entre les deux structures (figure 1). Cet ensemble de résultats nous mène à l’hypothèse suivante : le seuil de réaction corticale à la douleur au cours du sommeil, et plus particulièrement du sommeil paradoxal, pourrait dépendre de l’état d’activation du thalamus et de son couplage avec le cortex. Ceci expliquerait les variations des réponses corticales à la même stimulation répétée au sein d’un même stade.

3- Nous avons procédé à l’enregistrement des réponses nociceptives au moyen d’électrodes intracrâniennes, thalamiques et corticales, chez deux patients présentant une épilepsie réfractaire implantée en vue de leur bilan pré-chirurgical (figure 2). Les stimulations au laser ont été délivrées au niveau du territoire cutané du nerf radial de la main à une intensité de stimulation (50-79 mJ/mm²) correspondant au seuil douloureux (score de 4 ± 0.5 sur une échelle visuelle analogique). Après une session de stimulations réalisées à l’éveil, des sessions de 10 à 20 stimulations avec un intervalle variable de 6 à 20 secondes, ont été délivrées pendant la nuit pour obtenir des réponses au cours de tous les stades de sommeil. Ces deux premiers enregistrements nous ont permis de valider la faisabilité d’un tel protocole. Au cours du sommeil paradoxal, nous avons ainsi pu observer la persistance d’une réponse insulaire à la douleur, plus tardive et de moindre amplitude par rapport à celle observée au cours de l’éveil et la disparition des réponses operculaires. Au cours du Stade 2 du sommeil, nous avons observé des réponses insulaires tardives pour lesquels nous cherchons à établir un rapport fonctionnel avec les complexes K caractéristiques de ce stade. Ces analyses se poursuivent afin de comprendre la permissivité différentielle du thalamus pendant le sommeil paradoxal pour les informations douloureuses venant de l’extérieur. Ce traitement cherchera également à analyser les modifications en termes d’amplitude, de latence, et de topographie des réponses cérébrales selon que la stimulation douloureuse ait été délivrée en période de couplage thalamo-cortical ou non.