Matière : PsychophysiologieAnnée universitaire : 2011/2012Enseignant : Dr. MAGOURI Iteb                                  1
Genèse de la psychophysiologieI- Historique       Le mot psychophysiologie est un terme né d’un phénomène de création deno...
II- Différence entre psychophysiologie et psychologie physiologique       La psychophysiologie se différencie d’une psycho...
1-Les démarches de la psychophysiologieLa psychophysiologie adopte deux démarches :        La 1ère démarche est d’ordre de...
moyen d’observations menées au près de patients présentant des lésions cérébralesaccidentelles, congénitales ou chirurgica...
La naissance du modèle de traitement de l’information en psychologiecognitive a permis l’ouverture de la « boite noir » bé...
4-La psychophysiologie une discipline clinique       La neuropsychologie est avant tout une discipline clinique qui s’exer...
La psychophysiologie du comportementIntroduction       L’organisme est alerté de l’existence d’un danger extérieur grâce à...
2-L’état de lutte       Il pousse l’individu au combat d’une façon automatique. Comme dans la fuite,cette réaction génère ...
4-L’état d’urgence permanent ou de souffrance        Les émotions que suscitent les états d’urgence de l’instinct ne sont ...
Ces états pathologiques chroniques débouchent souvent sur la prise de drogues,d’alcool ou de médicaments.II-La différence ...
III- L’apport de la mémoire    1- Réaction physiologiqueLorsque les variations de l’environnement sont importantes, la réa...
Cette angoisse s’auto-entretiendra aussi longtemps que l’action gratifiante, mise enjeu par le faisceau de réponse (passan...
La vigilanceContinuum veille-sommeil       Etymologiquement. « vigilance » évoque à la fois les notions de veille et devig...
A/ La veilleI/ ÉlectroencéphalographieFig(1) : Emplacement des électrodes pour l’enregistrement d’un électroencéphalogramm...
Le rythme α s’observe dans la veille diffuse.Le rythme β s’observe dans la veille attentive.Le rythme θ, entre 4 et 7 Hz, ...
2- Performance :    Dans l’état d’excitation par exemple, l’EEG ressemble au rythme β de la vielleattentive mais sa fréque...
III/ facteurs susceptibles d’influencer les niveaux de vigilance      Des stimulations sensorielles : Elles sont de toute...
B/ Le sommeilI/ La physiologie du sommeil   Le sommeil comprend 2 phases qui sont reconnaissables que par uneanalyse EEG e...
Figure (4) : Le sommeil lent       Stade I a: noter le morcellement du rythme alpha, Stade I b: apparition durythme théta ...
rapportent que très rarement des rêves. On dit que le SP est la phase onirique dusommeil. Plus simplement le sommeil parad...
D’autre part, si on prive un sujet de sommeil lent profond, on aboutit à unecertaine détérioration des fonctions nobles te...
IV/ Pathologies du sommeilLe sommeil est pour l’être humain une activité importante puisqu’elle occupe letiers de son temp...
BibliographieADRIEN DE LA TAILLE J. : Ontogénie et organisation du sommeil. Rev.Prat., 1989, 39 ; 1 :5-9.Andreassi, J.L. (...
KREISLER L. : Désordres psychosomatiques du nourrisson. Les troubles du sommeil. In : S.Lebovici, R. Diatkine, M. Soulé. N...
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  1. 1. Matière : PsychophysiologieAnnée universitaire : 2011/2012Enseignant : Dr. MAGOURI Iteb 1
  2. 2. Genèse de la psychophysiologieI- Historique Le mot psychophysiologie est un terme né d’un phénomène de création denouveau mots. C’est un mot forgé sur les termes psychologie comme étude ducomportement et de la pensée, et physiologie comme étude du fonctionnement desorganismes. Comme une discipline à part entière la psychophysiologie est née au 19èmesiècle et s’est structurée sur la mesure mécanique des comportements. Elle étudiait lesrapports entres les émotions, la concentration ou la vigilance et la tension artérielle, lerythme cardiaque ou respiratoire, la stature et l’équilibre. L’électro-encéphalographie est une technique de mesure de l’activitéélectrique corticale. Elle est née en 1929 avec Hans Berger (un psychiatre Autrichien),qui décrivit le 1er électroencéphalogramme (EEG) chez l’homme est constata enparticulier que les tracés enregistrés le jour étaient différent de ceux enregistrés lanuit. Sa naissance et son développement dans les années 60 ont permis de fournir desindices mesurables de la programmation des comportements. Cette étape à permis unpassage du « Behaviorisme » au « cognitivisme objectif ». Dans les années 80 le développement des analyses métaboliques et lespossibilités de numérisations ont permis l’émergence de l’imagerie cérébrale. Cettetechnique s’applique non seulement a des aspects de localisation ; mais à unereprésentation psychophysiologique des phénomènes, ce qui a donné naissance àl’imagerie fonctionnelle neurocognitives, aux représentations de relations, et auxactivités en réseaux. L’objet d’étude ont été d’abord, la conscience, la perception, les émotions etl’action ; par la suite se sont les états de vigilance et les données des caractéristiquesindividuelles et de personnalité. 2
  3. 3. II- Différence entre psychophysiologie et psychologie physiologique La psychophysiologie se différencie d’une psychologie physiologique à partirdu statut des variables étudiées. Le variables dépendantes correspondent à ce qui estmesuré des conséquences d’une expérience ; les variables indépendantes à l’aspectdes choses manipulées. En psychophysiologie les variables physiologiques sontdépendantes (rythme cardiaque, activité électrique du cerveau…) et les variablespsychologiques sont indépendantes (résolution de problèmes, stress, émotion…). En psychologie physiologique, c’est le contraire, les variables dépendantessont d’ordre comportemental ou mental (performance, apprentissage, attention…) lesvariables indépendantes sont physiologiques (stimulation cérébrale, rythmesbiologiques…). Cette distinction montre l’indépendance de chaque discipline et délimite lesvariables concernées. Sur le plan psychologique, il s’agit de tout processus explicite, clairementidentifiable reposant sur une définition des phénomènes de la pensée et descomportements ; la psychophysiologie se limite donc à des variables d’ordrecomportemental ou cognitif, sur le plan on s’accorde sur la valeur fonctionnelle desindices mesurés.III-Définition de la psychophysiologie La psychophysiologie se définit comme l’étude scientifique de l’influence dupsychisme sur le corps. C’est l’étude des mécanismes physiologiques par lesquelss’accomplit le comportement de l’homme et des animaux. Plusieurs auteurs se sont mis d’accord à définir la psychophysiologie commeune science qui étudie la physiologie des fonctions psychiques par l’intermédiaire desrelations corps/cerveau de l’organisme en rapport avec l’environnement, y compris auniveau des tissus, et des organes. 3
  4. 4. 1-Les démarches de la psychophysiologieLa psychophysiologie adopte deux démarches : La 1ère démarche est d’ordre descriptif, elle repose sur la mise en évidence descorrélations, cest-à-dire des relations entre différents phénomènes ou variables. Par exemple : - Etude des variations de la résistance cutanée sous l’effet d’émotions - La correspondance entre un état repérable du cerveau et les contenus de pensée ou de rêve. - Les modifications du système endocrinien reliés a des perturbations d’humeur. La 2ème démarche est d’ordre explicatif, elle vise à proposer un schéma causaldu psychologique par le physiologique. Les schémas causals permettent la mise enévidence de lois d’organisation, appuyées sur des catégorisations et des typologies, endonnant une place croissante à l’aspect individuel et l’utilisation des modèles formelsaccessibles à la vérification et à la réfutation.IV-La psychophysiologie une discipline à part entière La psychophysiologie est une discipline neuroscientifique, cognitiviste,expérimentale et clinique.1-La psychophysiologie un discipline neuroscientifique La neuroscience est une discipline carrefour, elle est née principalement del’interaction entre neurologie et psychologie. La neurophysiologie est l’étude des fonctions du système nerveux reposant surtous les niveaux de description, du niveau moléculaire jusqu’au niveau le plus intégrédes réseaux neuronaux. C’est une science pluridisciplinaire, au carrefour d’autresciences biologiques (neuro anatomie, neuroendocrinologie…) et comportementalescomme la neuropsychologie, qui est une discipline scientifique et clinique qui étudieles fonctions mentales supérieures dans leur rapports avec les structures cérébrales au 4
  5. 5. moyen d’observations menées au près de patients présentant des lésions cérébralesaccidentelles, congénitales ou chirurgicales. L’observation majeur chez des patients présentant une lésion au même endroitdu lobe frontal gauche (aire de Broca) ; a permis de conclure que cette région joue unrôle crucial dans la production langagière. Sur le plan expérimental, l’apparition de nouveaux outils (la stimulationélectro-cérébrale) ou l’amélioration des techniques existantes, ont également participéau développement des connaissances sur les liens entre cerveau et fonctionscognitives. Contre Broca, Pierre Marie (médecin Français) soutiendra après examendes cerveaux de ces patients que « la 3ème circonvolution frontal gauche ne joueaucun rôle dans la fonction du langage ». Au début du 19ème siècle certains chercheurs ont pu identifier le rôle ducervelet dans la motricité et du bulbe rachidien dans la régulation végétative ; ils ontconsidéré le cerveau comme un organe indifférencié qui fonctionne comme un toutdans la production de la pensée. A la fin du 19ème siècle, la psychologie scientifique prend son envol ets’attache à étudier des fonctions telles que la mémoire ou la perception. Au début du20ème siècle, au carrefour de la neurologie clinique et de psychologie expérimentale, leterme de neuropsychologie est donc introduit.2-La psychophysiologie une discipline cognitiviste Les études des cas individuels de patients présentant une lésion cérébrale bienlocalisée aux conséquences bien précises sur leur comportement ne permettent plusd’acquérir suffisamment de données sur la relation entre les aires cérébrales et lesfonctions mentales. L’étude basée sur la simple observation clinique est régulée au second plan. Ilmanquait a ce type d’observation un aspect quantitatif. Les psychologuesbéhavioristes, fournissent un moyen d’investigation beaucoup plus fiable et pluspuissant en développant un certains nombres de tests précis permettant les études degroupes. 5
  6. 6. La naissance du modèle de traitement de l’information en psychologiecognitive a permis l’ouverture de la « boite noir » béhavioriste pour étudier les étapes,les processus et les modules de traitement de la perception et de la cognition. La standardisation des tests, permet de quantifier les troubles et de comparerdes performances pathologiques à des performances normales. La neuropsychologiecognitive s’attache donc à la compréhension des mécanismes des troubles plus qu’àleur simple description. Parmi les grandes fonctions cognitives étudiées, on retrouvela mémoire dont l’exploration a bénéficiée de l’étude des cas amnésiques. Plus tard, l’étude de l’émotion commence d’être réellement prise en comptedans le fonctionnement neurocognitif, ainsi la neuropsychologie s’intéressaitégalement à l’étude des troubles émotionnels résultants d’une atteinte cérébrale. Celaconduit les chercheurs et les cliniciens à s’intéresser à certains aspects ducomportement, comme les modifications du comportement sexuel ou encore lesaltérations du jugement moral consécutives à une lésion cérébrale.3-La psychophysiologie une discipline expérimentale Comme discipline scientifique, la neuropsychologie s’attache à découvrir lesiège cérébral des fonctions mentales telles que l’attention et la mémoire ; maiségalement à observer les relations entre ces fonctions, d’un point de vue cérébral etcognitif (études des boucles de fonctionnement, études de réseaux neuronaux). Comme une discipline cognitive, son rôle est aussi de fournir des argumentsexpérimentaux aux modèles cognitivistes ; en d’autre termes, de vérifier par lapratique, des théories sur le fonctionnement mental humain et animal. La recherche en neuropsychologie permet également de développer des testsneuropsychologiques permettant d’apprécier et de quantifier un trouble cognitif.Plusieurs sont les outils de recherche, qui permettent de mesurer, à l’aide de testsstandardisés et normalisés, les capacités amnésiques, langagières, ou autres … d’unpatient et de les comparer, a celles d’un sujet sain (ou entre groupe). Les moyensd’investigations sont divers mais l’imagerie cérébrale (IRM, EEG…) constitue unoutil désormais incontournable dans la recherche actuelle. 6
  7. 7. 4-La psychophysiologie une discipline clinique La neuropsychologie est avant tout une discipline clinique qui s’exerce sous demultiples facettes et dans de multiples structures. Le rôle du neuropsychologue estd’évaluer la nature et l’importance des troubles neuropsychologiques suite à undisfonctionnement cérébral, que celui-ci soit développé au cours d’un développementnormal (épilepsie, dyslexie,…) ou qu’il survienne après une affection cérébrale(lésion, traumatisme crânien, tumeur cérébral, infections…) Le neuropsychologue est amené à voir des patients souffrants de maladiesneurodégénératives (maladie d’Alzheimer, Parkinson, Sclérose en plaques…), ayantun accident vasculaire cérébral (démence vasculaire, aphasies…) ou ayant destroubles divers pendant et après une tumeur cérébrale. Il verra également des patientssouffrants de troubles psychiatriques ou psychopathologiques ressemblants fortementà des affections neurologiques, son rôle sera alors de différencier les deux troubles. Leneuropsychologue doit présenter un bagage lui permettant d’interpréter de manièrepertinente les résultats obtenus par un patient lors d’un test. 7
  8. 8. La psychophysiologie du comportementIntroduction L’organisme est alerté de l’existence d’un danger extérieur grâce à unmécanisme d’alarme qui est décrit comme les états d’urgence de l’instinct. Il s’agit d’un système réflexe, activé par le cerveau sous l’impulsion decertains stimuli perçus comme des signaux de danger pour la survie de l’individu oupour le maintien de son intégrité physique. Ce mécanisme réflexe va permettre àl’organisme de réagir extrêmement vite. Les stimuli déclenchant peuvent être innés ou acquis, ou encore des bruits, desdouleurs, certaines maladies, certaines situations, certains mots, certainscomportements, ect… ; en fait, toute stimulation peut être ressentie comme stress.Les aspects de la réaction réflexe déclenchée sont différents, en fonction de lasituation et de l’individu.I- Les différents aspects de la réaction réflexe1-L’état de fuite Comme son nom l’indique, il force l’individu à s’enfuir le plus vite possible.L’individu se sent poussé à détaler sans même comprendre pourquoi. Il se produit unemodification des fonctions métaboliques qui favorise la mobilisation des ressourcesénergétiques et des muscles nécessaires à la course. Le vécu émotionnel, correspondant à cet état, est la peur, elle est incontrôlable,irréfléchie, puisque par définition elle est réflexe. La peur n’a rien avoir avec laconscience d’un danger fondée sur l’observation et la réflexion ; les deux sont souventconfondues dans le langage courant, mais on peut avoir peur on l’absence de danger,et on peut être conscient d’un danger sans ressentir la peur. 8
  9. 9. 2-L’état de lutte Il pousse l’individu au combat d’une façon automatique. Comme dans la fuite,cette réaction génère des modifications métaboliques qui mettent l’individu dans lesmeilleures conditions physiques et émotionnelles pour vaincre son adversaire éventuel(rythme cardiaque, tonus musculaire, agressivité). Le vécu émotionnel ici est la colère, une colère aussi indépendante de laréflexion que pouvait l’être la peur dans l’état de fuite. L’envie de mordre ou de tuerest réflexe, et en rapport avec son propre instinct de survie.3-L’état d’inhibition de l’action Il oblige l’individu à faire le mort, en ralentissant toutes les fonctionsmétaboliques comme la respiration et la digestion, lui donnant plus de chances depasser ainsi inaperçu.Le vécu émotionnel est ici l’abattement, une dépression brutale et forte qui entraînel’abaissement. Un état d’urgence a la vocation d’être de courte durée, le temps de mettre enœuvre une première réaction salvatrice et de permettre aux autres cerveaux d’élaborerdes stratégies plus sophistiquées. Ce mécanisme d’alerte présente des avantages et des inconvénients. Lesavantages sont essentiellement la rapidité de mise en œuvre qui compense la relativelenteur des autres cerveaux. Pour ce qui est des inconvénients, l’alerte peut êtreinfondée et générer un comportement inadapté. Tout bruit suspect ne correspond pasforcément à un danger, ni toute forme inquiétante à un ennemi. Il faut donc que lerelais soit pris rapidement avec le cerveau néocortical, cest-à-dire l’intelligence et laréflexion, ne serait-ce que pour se défaire de l’émotion liée à l’état d’urgence. 9
  10. 10. 4-L’état d’urgence permanent ou de souffrance Les émotions que suscitent les états d’urgence de l’instinct ne sont passuffisantes pour mettre en péril « le bonheur de l’individu », elles représentent unmoment de stress. Chaque cerveau joue bien son rôle : reptilien et limbiquedéclenchent les réactions réflexes, puis le néocortex entre en scène et reprend lepouvoir ; l’émotion retombe à ce moment-là, elle n’aura duré que quelques instants. Le malheur arrive quand les émotions s’installent durablement. Les réflexeslimbiques ne sont pas relayés par l’intelligence néocorticale, l’individu reste sousl’emprise de la peur, de la colère ou de l’abattement. A ce moment là, la peur cède laplace à l’anxiété, la colère à l’agressivité, et l’abattement à la tristesse ou à l’étatdépressif.La persistance de ces émotions n’est expliquée par aucun danger, elle ne débouche suraucune action de survie : pas de nécessité de fuir, de combattre ou de faire le mort. L’intelligence ne parvient pas à prendre le relais d’un programme automatiquelimbique qu’elle désapprouve. Le cerveau réalise alors la présence d’un danger, ilalerte la conscience, qui redistribue les rôles et permet la réparation des programmesinadaptés par l’intelligence.L’émotion qui en découle est alors soit un état d’agitation (fuite), d’agressivité (lutte)ou de tristesse (inhibition). Certains chercheurs ont appelé cet état de souffrance appelé « malheur ou étatde dégradation du bonheur », car quand le bonheur s’en va, cet état de plénitude et decomplète satisfaction qui nous habite hors des états d’urgence, nous quitte.Ces états sont réellement pathologiques : ils entraînent une modification de l’humeuret du fonctionnement physiologique. Ces émotions génèrent des comportements pathologiques : l’anxiété entraîneune agitation continuelle, physique, psychique, professionnelle ; l’agressivité sedécompense en esprit de compétition, en combats et défis de toutes sortes ; l’étatdépressif ou la tristesse se traduit par un grand besoin de sommeil, et par la recherchede situations surprotégées. 10
  11. 11. Ces états pathologiques chroniques débouchent souvent sur la prise de drogues,d’alcool ou de médicaments.II-La différence entre l’anxiété et le stress 1- Le stress Parler de stress c’est tout d’abord envisager un ensemble de manifestationsgénérales non spécifiques en réponses à n’importe quelle demande del’environnement, y compris psychosociale. Le stress, terme employé pour définir l’ensemble des perturbations organiques,psychiques, provoquées par des agents agresseurs variés. Le stress qui est considéré depuis longtemps comme un précurseur de certainsproblèmes de santé est devenu l’une des caractéristiques de plus en plus fréquentes dela vie moderne (HCSP, 2003). 2- L’anxiété Par opposition au stress, le terme d’anxiété dénote un état psychiques’accompagnant d’excitation où, au contraire, d’inhibition. Manos définit l’anxiétécomme un désagréable état émotionnel accompagné de changement psychologique etphysiologique dans la réponse à une imminente menace (Manos, 1987). PourSpilberger, le terme d’anxiété s’applique aux caractéristiques psychologiquesrelativement stables de l’individu ou aux réactions émotionnelles circonstancielles del’inquiétude. Il faut bien distinguer entre deux notions aujourd’hui bien séparées,appelées « anxiété-état » et « anxiété-trait ». La notion d’état émotionnel, comme sonnom l’indique, correspond à un état passager qui peut survenir chez tout individu. Parcontraste, l’anxiété-trait est une caractéristique individuelle, apparemment innée(Spilberger, 1975). 11
  12. 12. III- L’apport de la mémoire 1- Réaction physiologiqueLorsque les variations de l’environnement sont importantes, la réaction organique,suite à la mise en jeu des systèmes nerveux végétatifs et endocriniens, déclenche uncomportement, qui, par la fuite ou la lutte, permet de retrouver un environnement danslequel l’homéostasie est à nouveau possible.Les réactions organiques qui, jusque-là, assuraient le maintien de l’homéostasie dumilieu intérieur vont dans ce cas assurer d’abord l’autonomie motrice par rapport àl’environnement, c’est un ensemble de mouvement du corps exigé par lecomportement de fuite ou de lutte et cela au dépend de l’homéostasie du milieuintérieur.Le retour à des conditions de vie normale dans l’environnement permet le retour àl’homéostasie du milieu intérieur. 2- Réaction pathologiqueSuite à une lésion de structure par une action externe : mécanique, thermique,chimique, etc., les syndromes aigus ne se présenteront pas de la même façon, suivantl’histoire antérieure de l’organisme qui les subit. La pathologie réactionnelle aiguë àune lésion brutale et soudaine, dépend aussi du « terrain » et qui selon une optiquepsychophysiologique serait l’état de la dynamique métabolique. Cette dynamique,dépend de toute l’histoire antérieure, neuro-endocrino-métabolique du sujet, cest-à-dire, des rapports historiques avec son environnement. La physiopathologie se trouvedominée par les processus de mémoire (génétique, immunitaire et nerveuse) et leursconséquences sur le comportement à l’égard du milieu.La mémoire nerveuse se souvient des actions inefficaces ou douloureuses mettant enjeu le faisceau de punition (passant par l’hypothalamus median). C’est cette mémoirequi mobilisera le système inhibiteur de l’action (cause de stress) ; celui-ci mobilisera àson tour le système neuro-endocrinien, hypothalamo-hypophyso-surrénalien, aveclibération de glucocorticoïdes de la réaction d’alarme. 12
  13. 13. Cette angoisse s’auto-entretiendra aussi longtemps que l’action gratifiante, mise enjeu par le faisceau de réponse (passant par l’hypothalamus latéral), n’aura pasinterrompu le cercle vicieux entraînant alors les maladies psychosomatiques aveceffondrement, des défenses immunitaires.Si l’atteinte de la structure survient sur un terrain de stress permanant avecperturbation de l’homéostasie généralisée, la correction structurelle sera insuffisante.Le rétablissement de l’homéostasie restreinte ne suffit pas quand l’homéostasiegénéralisée est déficiente 13
  14. 14. La vigilanceContinuum veille-sommeil Etymologiquement. « vigilance » évoque à la fois les notions de veille et devigueur ; ce terme est d’ailleurs apparente au mot latin vigile (veilleur de nuit). C’est au début du siècle que le neurologue Head donne une dimensionphysiologique a cette notion en déclarant que « l’organisme vigilant est celui qui estprêt non seulement a l’action, mais a réaliser cette action au mieux, quelles que soientles circonstances ». Autrement dit, l’homme éveillé est capable de répondre de façon adaptée àtoute stimulation issue de son environnement alors qu’au contraire, pendant sonsommeil, il ne peut répondre de façon appropriée à une stimulation donnée. Tout oppose a priori veille et sommeil, cependant l’analyse physiologique deces deux états montre que les caractéristiques somatiques (mouvements des yeux,tonus musculaire), les caractéristiques végétatives (pression artérielle, rythmecardiaque, rythme respiratoire, température centrale) et les caractéristiquescomportementales plaident en faveur d’un continuum allant de la veille la plusattentive au sommeil le plus profond. Tous les intermédiaires peuvent exister entre lesniveaux les plus élevés de la vigilance et les niveaux les plus bas. Tout en bas de ce continuum se trouve les états ou toute trace de vigilanceparaît abolie. Tels l’anesthésie générale, l’évanouissement ou le coma. Si l’on selimite aux états physiologiques, on peut distinguer par ordre de vigilance croissante :le sommeil profond, le sommeil léger, la somnolence, la veille diffuse et la veilleattentive. Au-delà de la veille attentive, il y a l’hyperexcitation qui correspond biensouvent à un état émotionnel intense. En deca du sommeil profond, on trouve lesommeil paradoxal ou sommeil du rêve. A chacun de ces niveaux de vigilance est associé un état de fonctionnement dusystème nerveux parfaitement corrélé à l’activité électroencéphalographique. 14
  15. 15. A/ La veilleI/ ÉlectroencéphalographieFig(1) : Emplacement des électrodes pour l’enregistrement d’un électroencéphalogramme (EEG) type.Les abréviations traduisent la localisation des électrodes : A= région de l’oreille, c=région centrale ; Cz vertex ; F= région frontale ; Fp= pole frontal ; O= régionoccipitale, P= région pariétale ; T= région temporale. Les électrodes sont connectées ades amplificateurs électroniques qui transmettent les signaux enregistres au niveaud’un scripteur a plumes contribuant a l’enregistrement sur le papier. L’analyse de l’EEG permet d’individualiser quatre rythmes différents selonleur bande de fréquence. En dehors de toutes stimulations, le cortex cérébral présente une activité quiest dite spontanée. Chez un sujet au repos et dont les yeux sont fermes, om enregistreune variation périodique de 8 a 12 cycles/s et son amplitude peut atteindre 50µV. ondonne à ces ondes le nom de rythme α. Si l’on demande au sujet d’ouvrir les yeux ou de faire un effort d’attention, ouencore si on touche le sujet, les ondes α disparaissent et sont remplacées par des ondesde moins grande amplitude et de fréquence plus élevée (supérieure a 13 cycles/s) ; cesont les ondes β. Le passage subit du rythme α au rythme β est désigné sous le nom deréaction d’arrêt.Si le patient s’endort, l’activité se ralentit et augmente en amplitude. Il existe donc une relation claire entre les niveaux de vigilance et les rythmesélectroencéphalographique. (Figure 2). 15
  16. 16. Le rythme α s’observe dans la veille diffuse.Le rythme β s’observe dans la veille attentive.Le rythme θ, entre 4 et 7 Hz, s’observe dans le sommeil léger.Le rythme γ, inferieur a 4Hz, s’observe dans le sommeil profond. On constate par conséquent que plus le niveau de vigilance est élevé, plus lafréquence est élevée et l’amplitude basse alors que plus le niveau de vigilance est bas,plus la fréquence est basse et l’amplitude élevée. Figure (2) : Tracés EEG caractéristiques des divers phases de continuum veille- sommeil classes par niveau décroissant de vigilance.On remarque de haut en bas : la veille attentive et le rythme β, la veille relaxée et lerythme α, l’endormissement et le rythme θ, le sommeil stade II et des spindles ou desondes en fuseaux, le sommeil lent profond et le rythme γ.II/ Variations des rythmes cérébraux pendant la veille Deux paramètres caractérisent la veille ; d’une part les niveaux de vigilance, cest-à-dire la capacité d’attention, d’autre part les niveaux de performance, cest-à-direla capacité de réalisation. 1- La vigilance : Elle varie au cours de la journée ; elle tend à être maximale 6 h environ après leréveil et au maximum de la température (17h). Elle subit un fléchissement net endébut d’après midi. Indépendamment de cette fluctuation circadienne (24), lavigilance semble modulée par des facteurs « ultradiens » qui tendent à faire oscillerle niveau de vigilance sur des périodes courtes d’environ 90 min. ces oscillationsapparaissent essentiellement lors des baisses de vigilance et lorsque l’on s’approchedu minimum thermique. 16
  17. 17. 2- Performance : Dans l’état d’excitation par exemple, l’EEG ressemble au rythme β de la vielleattentive mais sa fréquence est encore plus élevée, ce qui signifie que l’activité desstructures nerveuses est de plus en plus importante, et des expériences ont étéréalisées qui montre qu’il existe une relation entre EEG et niveaux de performance(Figure 3). On peut juger objectivement du niveau de performance d’un sujet (animalou humain) en quantifiant le degré de réussite à une tache donnée, que celle-ci soitmotrice ou intellectuelle. Il suffit de mesurer le temps mis pour effectuer la tâche demandée ainsi que lenombre d’erreurs commises par le sujet. La performance sera bonne si elle estréalisée rapidement avec un nombre D’erreurs minimal ; au contraire elle seraconsidérée mauvaise si le sujet effectue la tache lentement et en commettantbeaucoup d’erreurs. On constate que la performance s’améliore lorsque l’activité du cerveauaugmente et que par conséquent, le niveau de vigilance est plus élevée (EEG de typeβ). La performance se dégrade lorsque l’activité corticale est trop importante et que lesujet est en état d’hyperexcitation. Une performance maximale nécessite donc unniveau de vigilance certes optimal, mais non maximal. Figure (3) : Niveaux de vigilance et niveaux de performance en fonction des rythmes cérébraux.SP : sommeil ; VA : veille profonde ; VD : veille diffuse attentive ; H :hyperexcitation. 17
  18. 18. III/ facteurs susceptibles d’influencer les niveaux de vigilance  Des stimulations sensorielles : Elles sont de toute nature ; visuelles, auditives, olfactives, tactiles. Elles vont modifier l’activité EEG et la faire apparaitre désynchronisée. Il suffit d’enregistrer l’EEG chez un sujet détendu en état de veille diffuse. Lorsque le sujet ouvre les yeux, le rythme α est remplace par un rythme β : lorsqu’il les referme, le rythme α réapparaît. Cette réaction électroencéphalographique s’appelle la réaction d’arrêt. Elle se traduit par une désynchronisation du tracé et témoigne d’une activation du cortex. Toute stimulation sensorielle aura le même effet.  Des facteurs intellectuels produisent également une activation du cerveau : l’activité α d’un sujet à qui l’on demande un calcul mental va se désynchroniser et le rythme β persistera tant que la solution ne sera pas trouvée.  Des facteurs émotionnels agissent de la même façon et on peut facilement prédire l’absence d’activité α chez un sujet anxieux et son remplacement par une activité β, témoin d’une activation endogène continue.  Des facteurs humoraux influencent également l’EEG. Les neurones réticulaires sont très sensibles par exemple à une diminution de la teneur du sang en oxygène, qui en 1 min peut aplatir un trace et déprimer l’activité cortical. Le CO2 influe lui aussi sur le système de veille, grâce à son action humorale directe sur les neurones du système activateur. L’augmentation de la teneur en CO2 déclenche un éveil électrique du cortex cérébral. On sait maintenant qu’une teneur normale du sang en CO2 est une des conditions essentielles du maintien d’un niveau normal de vigilance.  Des hormones telles que l’adrénaline  De nombreuses drogues neurotropes et psychotropes ont également des effets sur l’EEG. Les barbituriques, qui sont des somnifères, provoquent une synchronisation des rythmes avec une activité lente type γ. Les amphétamines et les caféines sont considérées comme des drogues « éveillantes » et par conséquent responsables d’une désynchronisation du tracé EEG. 18
  19. 19. B/ Le sommeilI/ La physiologie du sommeil Le sommeil comprend 2 phases qui sont reconnaissables que par uneanalyse EEG et polygraphique : le sommeil a ondes lentes (SOL) et lesommeil paradoxal (SP), dont les mécanismes sont totalement différents.1- Sommeil a ondes lentes L’EEG permet de distinguer 4 stades dans le sommeil à ondes lentes (SOL). Le sommeil lent léger (stade 1 et 2) :  Le stade 1 se caractérise par la disparition du rythme α et son remplacement par des ondes θ. C’est la phase d’endormissement. C’est aussi la période de recherche du sommeil et des hallucinations hypnagogiques.  Le stade 2 se caractérise par la présence de fuseaux de sommeil ou « spindles » qui sont des bouffées d’activité de 12 à 14 Hz, durant au moins 0,5 s. L’origine de ces éléments serait située dans le noyau réticulaire thalamique ;  L’autre élément caractéristique est le complexe K, onde biphasique, apparaissant soit spontanément, soit en réponse à un stimulus sensoriel ; il est considère comme un potentiel évoqué aspécifique et donc comme le témoin d’une réaction d’éveil « avortée ».  La transition stade 1 à stade 2 peut être marquée par l’apparition de pointes vertex prédominant au vertex.  Le sommeil lent profond (stade 3 et 4) correspond à l’apparition d’ondes γ de plus en plus lentes, amples et régulières. La proportion de celles-ci permet de différencier les stades 3 et 4. Dès le début du SOL, la respiration devient régulière, de plus en plus profonde, le sujet est immobile, les mouvements oculaires sont de plus en plus rares tandis que persiste un certain tonus de base. 19
  20. 20. Figure (4) : Le sommeil lent Stade I a: noter le morcellement du rythme alpha, Stade I b: apparition durythme théta Stade II: présence de fuseaux voisins de 12 à14 c/sec ou «spindles», Stade III apparition du rythme delta, Stade IV rythme delta prédominant 2- Sommeil paradoxal Il se caractérise par l’association de 3 critères polygraphique : EEG, EOG et EMG Son apparition est caractérisée sur l’EEG par l’apparition soudaine d’uneactivité désynchronisée, rappelant l’activité de veille, d’où le qualificatif deparadoxal ; étant donné qu’il faut multiplier l’intensité des stimuli sonores 3 a 5 foispour obtenir le réveil, on considère le sommeil paradoxal comme le sommeil le plusprofond. Tout se passe comme si le sujet dormait et que son cerveau soit éveillé. L’EOG montre des mouvements oculaires rapides : le sommeil paradoxal estpour cette raison souvent appelé REMS (rapid eyes mouvment sleep). L’EMG de lahouppe du menton est complètement aboli, témoignant d’un effondrement du tonusmusculaire. Le sommeil paradoxal s’accompagne également des signes végétatifs :accélération de la Fc, augmentation de la pression artérielle, apparition d’unerespiration irrégulière dite « ataxique ». On observe parfois une tumescence des corpscaverneux, bien utile pour distinguer les impuissances psychologiques desimpuissances organiques. Enfin lorsque l’on réveille un sujet alors qu’il est en phase paradoxale, il ditavoir rêvé dans presque 90% des cas, alors que les sujets en phase de SOL ne 20
  21. 21. rapportent que très rarement des rêves. On dit que le SP est la phase onirique dusommeil. Plus simplement le sommeil paradoxal est le sommeil du rêvé. II/ Les variations physiologiques Elles sont très dépendantes de l’âge. La durée moyenne du sommeil d’unadulte est d’environ 8 h mais il existe une grande variabilité dans les besoins dechacun : entre 6 h pour un petit dormeur et 10 h pour un gros dormeur, la différencese faisant toujours aux dépens du sommeil léger. La durée quotidienne du sommeil à la naissance est de 16 h environ, répartieen sept alternances. Entre 16 et 20 ans, l’alternance veille-sommeil devientmonophasique et la durée moyenne du sommeil est alors de 8 h. Le sommeil profond diminue et parfois disparaît chez le sujet âgé.Le sommeil paradoxal est de 60% à la naissance, alors qu’il n’est plus que de 20% àl’âge adulte. La privation du sommeil entraîne une dette de sommeil qui n’est pasproportionnelle a la durée de la privation. En effet, après une privation de sommeil deplusieurs jours, la dette n’est que de quelques heures et porte principalement surSOL.III/ les fonctions du sommeil Lorsqu’un sujet est prive de sommeil total (on a réalisé des privations desommeil allant jusquà 12 j), l’état général est à peine affecte et tous les paramètresvégétatifs et somatiques restent normaux. Le sujet éprouve seulement une sensationde fatigue et une très forte envie de dormir. Cependant, le sujet manifeste des troublesdu caractère et ses performances psychologiques sont significativement diminuées. Si l’on réalise des privations sélectives de sommeil paradoxal (jusquà 12j), il nesemble exister aucun effet néfaste, tout au plus une certaines irritabilité : toutefois,pendant la nuit de récupération, la durée de sommeil paradoxal est augmentée defaçon considérable, allant jusquà 40% du sommeil total ; le retour à la normalenécessite plusieurs jours, ce qui laisse supposer que le SP a un rôle important. 1- Fonctions du sommeil à ondes lentes L’attribution d’une valeur restauratrice au SOL repose sur un certain nombre deconstatations. Tout d’abord, il existe une diminution du métabolisme cérébralobjective par une baisse de la consommation d’oxygène et du débit sanguin cérébral.Il est également un fait que certaines fonctions organiques se font pendant la phaseSOL : l’hormone de croissance dont on sait qu’elle intervient dans les processus derécupération a son pic maximal de sécrétion au début du sommeil lent. 21
  22. 22. D’autre part, si on prive un sujet de sommeil lent profond, on aboutit à unecertaine détérioration des fonctions nobles telles que l’attention, la mémoire et mêmele langage. Le sommeil lent profond apparaît donc comme le sommeil véritablementréparateur. 2- Fonctions du sommeil paradoxal C’est le domaine du rêve. Mais à quoi sert le rêve? S’il existe un consensus quant au rôle du SOL. Celui du sommeil paradoxal a attiré depuis longtemps la curiosité des chercheurs. Les expériences de privation de SP montrent deux faits apparemment contradictoires : d’une part l’absence d’effet néfaste, d’autre par une récupération qui se fait toujours aux dépens du SOL, ce qui laisse à penser que le sommeil paradoxal a une importance considérable. On sait que 90% des dormeurs réveillés en phase de sommeil paradoxal sont capables de raconter un rêve. Cette observation a conduit Jouvel, neurophysiologiste spécialiste du sommeil, à élaborer une théorie selon laquelle le sommeil paradoxal serait nécessaire à la reprogrammation ou à la réactivation de nos comportements innés. Pour d’autres, il jouerait un rôle prépondérant dans les apprentissages en favorisant le stockage à long terme des informations dans la mémoire. Par ailleurs, la durée du SP varie tout au long de l’ontogénèse : l’adulte « rêve » 20% de son temps de sommeil, le nourrisson 30 à 40 %, le prématuré 50 à 80 % : en revanche, après 70 ans, le sommeil paradoxal n’est plus que de 15%. Le SP pourrait donc jouer également un rôle dans les processus de maturation. 22
  23. 23. IV/ Pathologies du sommeilLe sommeil est pour l’être humain une activité importante puisqu’elle occupe letiers de son temps, et qu’un individu « normal » de 80 ans aura passé 30 ans de savie à dormir.InsomniesC’est littéralement le manque total de sommeil : par extension, ce terme recouvretoutes les plaintes en rapport avec un sommeil pauvre en quantité ou en qualité.  Les insomnies occasionnelles, dont le caractère majeur est d’être lie à une situation inhabituelle : deuil, examens, certaines difficultés de la vie.  Les insomnies chroniques : elles touchent 5 à 15 % de la population adulte, plus souvent les femmes que les hommes. Les performances des insomniaques chroniques, évaluées par des tests de vigilance, ne diffèrent pas de celles des bons dormeurs, l’insomniaque est souvent anxieux, voire dépressif.  Les insomnies organiques : révélatrices le plus souvent d’une pathologie douloureuse ou respiratoire comme l’asthme ou l’insuffisance respiratoire chronique  Les insomnies en pratique psychiatrique : les troubles du sommeil les plus fréquents s signalent dans les névroses.  Le syndrome des apnées du sommeil (SAS) : certaines personnes s’arrêtent de respirer en dormant. Elles font des apnées de durée supérieure à 10 s, au moins 5 à 10 fois par heure. 23
  24. 24. BibliographieADRIEN DE LA TAILLE J. : Ontogénie et organisation du sommeil. Rev.Prat., 1989, 39 ; 1 :5-9.Andreassi, J.L. (1995) Psychophysiology: Human Behavior and Physiological Response.Hillsdale (N.J.) : Lawrence Erlbaum.Billiard. Le sommeil normal et pathologique. Paris, Masson, 1994 : 302-312.CHALLAMEL M.J. : Les excès de sommeil chez l’enfant. In : M.Billiard. Le sommeilnormal et pathologique. Paris, Masson, 1994 : 302-312.CHALLAMEL M.J., LOUIS J. – Les troubles du sommeil de l’enfant demoins de 6 ans.Revue médicale de la Suisse Romande, 1997,117 : 745-750.Chapouthier G., Kreutzer M., Menini C. (1980) Psychophysiologie - Le système nerveux et leComportement, Paris : Éditions Études vivantes.DESOMBRE H., REVOL O. : Les troubles du sommeil chez l’enfant et l’adolescent. In P.Ferrari. Actualités en psychiatrie de l’enfant et de l’adolescent. Paris, Médecine-Sciences,Flammarion, 2002 : 291-302.DE VILLARD R. B. G. et al. (1989) : Les terreurs nocturnes, le somnambulisme. Rev. Prat.39 : 10-14.Donchin, E., Ritter, W., McCallum, W.C. (1978) Cognitive Psychophysiology: Theandogenous components of the ERP. In E.Callaway, P.Tueting, S.Koslow (Eds.) Event-Related Brain Potentials in Man. New York : Academic Press, 80-92.Duffy, E. (1972) Activation. In N.S.Greenfield, A.Sternbach (Eds.) Handbook ofPsychophysiology. New York: Holt, Rinehard and Winston. 577-622.« Embryologie médicale » (2003), LANGMAN, éd. PradelGreenfield, N.S., Sternbach R.A. (Eds.) (1972) Handbook of Psychophysiology. New York:Holt.INTERNATIONAL CLASSIFICATION OF SLEEP DISORDERS : 1990, symptomatologiepsychiatrique. L’Encéphale, 2000, 26 : 71-74.Jouvet. M. D et al (1963) : Etude sur le sommeil chez le chat pontique sa suppressionantimétique. C.R. Soc. Biol ; 157. 845-849.KREISLER L., FAIN M., SOULE M. : Lenfant et son corps. Etudes sur la cliniquepsychosomatique du premier âge. (1974) P.U.F.Paris "Le fil rouge", 1981, 3ème Ed.KREISLER L. : Le nouvel enfant du désordre psychosomatique. Privat, 1987. 24
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