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Sommeil et mémoire : ce qui se passe la nuit dans le cerveau

Par la rédaction MyMindTests··4 min de lecture
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On croit souvent que le cerveau se repose quand on dort. C'est faux : la nuit, il trie la journée, garde ce qui compte et le range pour longtemps. Voici ce que la recherche a découvert sur le sommeil et la mémoire, et comment vous en servir pour mieux retenir.

La nuit, le cerveau ne s'éteint pas

Une nuit de sommeil n'est pas un long bloc uniforme. Elle se compose de cycles d'environ 90 minutes, qui enchaînent sommeil léger, sommeil lent profond et sommeil paradoxal, celui des rêves les plus vivants. Le sommeil profond domine en début de nuit ; le sommeil paradoxal s'allonge vers le matin.

Pendant tout ce temps, le cerveau reste très actif. Deux chercheurs allemands, Björn Rasch et Jan Born, ont rassemblé des centaines d'études sur ce sujet dans une grande synthèse publiée en 2013. Leur conclusion : le sommeil ne se contente pas de protéger les souvenirs, il participe activement à leur fixation.

Comment le sommeil range les souvenirs

Dans la journée, les nouveaux souvenirs sont d'abord enregistrés par l'hippocampe, une petite structure nichée au cœur du cerveau. Il fonctionne comme une mémoire tampon : rapide, mais de capacité limitée.

Pendant le sommeil lent profond, l'hippocampe « rejoue » les expériences de la journée. Ces réactivations, rythmées par de lentes ondes électriques, transfèrent peu à peu les souvenirs vers le cortex, où ils sont stockés pour longtemps et reliés à ce que l'on sait déjà. C'est ce que les chercheurs appellent la consolidation. Le cerveau ne garde pas tout : il semble privilégier ce qui aura de l'importance pour la suite.

L'idée n'est pas neuve. Dès 1924, deux psychologues américains, John Jenkins et Karl Dallenbach, ont montré que l'on oublie moins une liste de syllabes après avoir dormi qu'après être resté éveillé le même nombre d'heures.

Dormir après avoir appris, et entre deux révisions

Une équipe de Lyon (Stéphanie Mazza et ses collègues) a mené en 2016 une expérience très parlante. Quarante personnes devaient apprendre du vocabulaire étranger jusqu'à le connaître parfaitement, puis le réapprendre 12 heures plus tard. La moitié apprenait le matin et révisait le soir du même jour. L'autre moitié apprenait le soir, dormait, puis révisait le lendemain matin.

Résultat : ceux qui avaient dormi entre les deux séances ont eu besoin de deux fois moins d'entraînement pour retrouver un niveau parfait. Et ils se souvenaient bien mieux des mots une semaine plus tard, puis six mois plus tard. Les auteurs le résument ainsi : dormir après avoir appris est une bonne stratégie ; dormir entre deux séances d'apprentissage est encore meilleur.

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Une nuit blanche gêne aussi l'apprentissage du lendemain

Le sommeil ne sert pas seulement à consolider. Il prépare aussi le cerveau à apprendre. En 2007, une équipe américaine (Seung-Schik Yoo, Matthew Walker et leurs collègues) a privé des volontaires de sommeil pendant une nuit, puis leur a fait apprendre de nouvelles informations le lendemain, sous imagerie cérébrale. Chez eux, l'hippocampe s'activait nettement moins pendant l'apprentissage, et ils retenaient moins bien ensuite que ceux qui avaient dormi normalement.

Autrement dit, réviser toute la nuit avant un examen est un mauvais calcul. On gagne quelques heures, mais on perd une partie de sa capacité à retenir, et la nuit qui aurait consolidé ce qu'on a appris n'a pas lieu.

Le grand ménage de la nuit

Le sommeil a une autre fonction, découverte plus récemment. En 2013, une équipe de l'université de Rochester (Lulu Xie, Maiken Nedergaard et leurs collègues) a observé que, chez la souris, l'espace entre les cellules du cerveau augmente d'environ 60 % pendant le sommeil. Le liquide qui baigne le cerveau circule alors plus facilement et évacue plus vite certains déchets, dont la protéine bêta-amyloïde.

Ce travail a été mené sur l'animal, et son lien avec la santé du cerveau humain reste à préciser. Mais il donne une image simple : la nuit, le cerveau ne fait pas que ranger, il fait aussi le ménage.

Et la sieste ?

Une sieste peut aider. En 2003, Sara Mednick et ses collègues de Harvard ont montré qu'une sieste de 60 à 90 minutes, assez longue pour contenir du sommeil profond et du sommeil paradoxal, améliorait l'apprentissage d'une tâche visuelle autant qu'une nuit complète. Plus récemment, une synthèse de 11 études (Frédéric Dutheil et ses collègues, 2021, 381 participants) a conclu qu'une sieste en journée améliore les performances intellectuelles, surtout la vigilance, avec un effet surtout visible dans les deux heures qui suivent.

En pratique, on conseille souvent une sieste courte, de 10 à 20 minutes, pour se rafraîchir sans se réveiller groggy, ou une sieste longue d'environ 90 minutes, qui couvre un cycle complet. Évitez la sieste en fin d'après-midi si vous avez du mal à vous endormir le soir.

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Questions fréquentes

Le sommeil aide-t-il vraiment la mémoire ?

Oui. Pendant le sommeil profond, le cerveau rejoue les souvenirs de la journée et les transfère vers le cortex pour les stocker durablement. Des études montrent qu'on retient mieux après avoir dormi qu'après être resté éveillé aussi longtemps.

Le manque de sommeil fait-il perdre la mémoire ?

Une nuit trop courte gêne surtout l'apprentissage du lendemain : l'hippocampe enregistre moins bien les nouvelles informations. Si les troubles du sommeil ou de la mémoire durent, parlez-en à un médecin.

Peut-on apprendre en dormant ?

Les études ne montrent pas qu'on puisse apprendre une leçon nouvelle en l'écoutant pendant la nuit. En revanche, le sommeil consolide ce que l'on a appris dans la journée.

Faut-il réviser le soir ou le matin ?

Idéalement les deux : apprendre le soir, dormir, puis revoir le matin. Dans une étude menée à Lyon, cette stratégie a divisé par deux le temps de révision nécessaire et amélioré le souvenir six mois plus tard.

Sources

  1. Rasch B., Born J. (2013). About sleep's role in memory. Physiological Reviews, 93(2), 681–766. — doi.org/10.1152/physrev.00032.2012
  2. Diekelmann S., Born J. (2010). The memory function of sleep. Nature Reviews Neuroscience, 11(2), 114–126. — doi.org/10.1038/nrn2762
  3. Jenkins J. G., Dallenbach K. M. (1924). Obliviscence during sleep and waking. The American Journal of Psychology, 35(4), 605–612. — doi.org/10.2307/1414040
  4. Mazza S., Gerbier E., Gustin M.-P. et al. (2016). Relearn faster and retain longer: Along with practice, sleep makes perfect. Psychological Science, 27(10), 1321–1330. — doi.org/10.1177/0956797616659930
  5. Yoo S.-S., Hu P. T., Gujar N., Jolesz F. A., Walker M. P. (2007). A deficit in the ability to form new human memories without sleep. Nature Neuroscience, 10(3), 385–392. — doi.org/10.1038/nn1851
  6. Xie L., Kang H., Xu Q. et al. (2013). Sleep drives metabolite clearance from the adult brain. Science, 342(6156), 373–377. — doi.org/10.1126/science.1241224
  7. Mednick S., Nakayama K., Stickgold R. (2003). Sleep-dependent learning: a nap is as good as a night. Nature Neuroscience, 6(7), 697–698. — doi.org/10.1038/nn1078
  8. Dutheil F. et al. (2021). Effects of a short daytime nap on the cognitive performance: A systematic review and meta-analysis. International Journal of Environmental Research and Public Health, 18(19), 10212. — doi.org/10.3390/ijerph181910212
  9. Watson N. F. et al. (2015). Recommended amount of sleep for a healthy adult: A joint consensus statement of the American Academy of Sleep Medicine and Sleep Research Society. Sleep, 38(6), 843–844. — doi.org/10.5665/sleep.4716

La rédaction de MyMindTests écrit sur le cerveau à partir des études publiées. Chaque chiffre est sourcé et vérifié avant publication.

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