Pascal est un cobaye heureux. Il a été recruté au Laboratoire de neurologie et imagerie cognitives (Labnic) de l'université de Genève pour... faire la sieste. Il est 13 heures, le jeune homme a bien déjeuné et ses yeux commencent à picoter. D'ordinaire, à ce moment de la journée, il avale plusieurs cafés pour ne pas piquer du nez. Mais aujourd'hui, c'est relâche et dodo obligatoire. Le but de la manoeuvre : tester si le repos diurne améliore les capacités cognitives d'un individu, comme peut le faire une nuit de sommeil.
Sophie Schwartz, directrice de recherche au laboratoire, accueille Pascal chaleureusement. Elle le remet entre les mains de deux jeunes chercheuses, Irina Constantinescu, en thèse de doctorat, et du docteur Laurence Bayer. Mais pas question pour Pascal de dormir tout de suite. La sieste se mérite. Le jeune homme est installé devant un ordinateur et doit d'abord entraîner sa mémoire spatiale lors d'une partie du jeu Memory.
Sur l'écran, un quadrillage surgit et des paires de visages apparaissent au hasard dans les cases durant quelques secondes avant de s'effacer. A Pascal de mémoriser leurs emplacements puis, au bout de plusieurs minutes, de les retrouver. Son score : sept réponses correctes. Suit un test de mémoire des mots pour mettre à l'épreuve sa mémoire déclarative. Dix-huit paires de mots sans aucun rapport entre eux s'affichent brièvement : «cercueil et moustique», «chauve-souris et poteau», «tondeuse et briquet»... Pascal doit les retenir par associations d'idées. Quelques instants plus tard, le programme lui présente un mot et il doit écrire le terme associé. Silence dans le bureau. L'exercice n'est pas évident. Bilan : neuf réponses correctes.

Irina et Laurence équipent alors Pascal d'électrodes réparties sur le cuir chevelu. Coiffé d'une résille pour tenir le tout, il descend deux étages de la faculté et ouvre une porte, non loin de la machine à café. Quelques tables et un lit occupent une salle dédiée à la recherche sur le sommeil. Ce lit ne ressemble à aucun autre : sommier et matelas sont intégrés dans une sorte de baldaquin en acier relié à un caisson métallique dans lequel un moteur ronronne, le tout formant un système de balancier unique au monde. Car l'expérience ne teste pas seulement les effets de la sieste sur la mémoire, mais elle évalue l'influence du balancement sur l'endormissement et la cognition (lire l'encadré ci-dessous).
Voilà Pascal qui se déchausse et se glisse entre les draps. Sa tête s'enfonce dans l'oreiller moelleux. Sophie Schwartz tamise la lumière, elle bâille, nous aussi. A cet instant, tout le monde envie Pascal qui, indifférent aux yeux qui l'observent, ne tarde pas à s'assoupir. Les électrodes enregistrent son électroencéphalogramme, les ondes émises par son cerveau, seul moyen de savoir quels stades de sommeil le dormeur va traverser.
Beaucoup de iaboratoires travaillent a démontrer les bienfaits de la sieste. On sait déjà qu'elle diminue la somnolence diurne. Ce qui se traduit en termes de sécurité : en 2006, l'équipe du professeur Pierre Philip, spécialiste des troubles du sommeil au CHU de Bordeaux, a établi qu'une sieste d'une trentaine de minutes divisait par trois le risque de faire une erreur de conduite et de provoquer un accident de la route ! Statistiquement, la majorité des accidents se produisent, en effet, au cours de périodes chronobiologiques de somnolence maximale, soit entre 2 et 5 heures du matin et entre 13 et 15 heures.

Un petit roupillon améliore la vigilance, mais également la mémoire. Début 2008, Matthew Tucker, du Laboratoire de neuroscience cognitive et du sommeil de l'université de New York, a publié les résultats d'une expérience qui ressemble à l'étude suisse. Trente-trois volontaires ont fait trois exercices de mémoire déclarative, certains ayant reçu un entraînement plus intensif que les autres. Un groupe est resté éveillé tandis que l'autre a fait une courte sieste, avec du sommeil lent (stade 1 et 2) mais pas de sommeil profond (34) ni paradoxal (5). Bilan : ceux qui ont fait une sieste ont amélioré leurs performances, pas les autres. Le taux d'amélioration étant directement corrélé à l'intensité de la préparation. «Une sieste sans sommeil paradoxal peut être bénéfique pour la mémorisation de tâches déclaratives, assure Matthew Tucker, mais les performances sont intimement liées à la qualité avec laquelle le sujet s'est entraîné et à la façon dont il a acquis les informations.» Qu'on se le dise, dormir une dizaine de minutes le jour, c'est bon pour la mémoire, à condition d'avoir fait un certain effort intellectuel avant !
La sieste serait également positive dans l'apprentissage d'une tâche motrice, sous réserve qu'elle soit plus longue. En 2007, Matthew Walker, du Beth Israël Deaconess Médical Center de Boston (Etats-Unis), a demandé à deux groupes de sujets droitiers de s'exercer à un geste de la main gauche. Un test connu pour générer, la nuit, un changement dans les connexions cérébrales du cortex moteur. Les performances des deux groupes ont été testées huit heures plus tard, un des deux s'étant vu octroyer le droit à un repos diurne de 60 à 90 minutes, soit un cycle complet de sommeil pouvant inclure du sommeil paradoxal. Résultat : les sujets ayant fait une longue sieste ont grandement amélioré leur score, contrairement aux autres qui ont stagné.
«Le rôle de chaque type de sommeil dans l'amélioration de la mémoire est encore un sujet de controverse, commente Irina Constantinescu. Le sommeil REM [Rapid Eyes Mouvement ou sommeil paradoxal] est important pour certains types de mémoire, notamment la mémoire procédurale des tâches motrices complexes, qui impliquent une stratégie. La mémoire déclarative semble bénéficier plus du sommeil lent (soit du début de la nuit ou de la sieste). Il existe aussi l'hypothèse duale où l'alternance même des deux stades du sommeil est considérée comme essentielle pour la consolidation de la mémoire.»
Il est 14 heures à Genève. Au lieu de faire la sieste, nous traversons la route qui sépare la faculté de médecine de l'hôpital. Au sous-sol, la salle dTRM est réservée tous les après-midi à la recherche. Sophie Schwartz y supervise une autre expérience menée par Amal Achaibou, doctorante en neurosciences. Dans le tube dTRM, Antony, un volontaire, attend patiemment, un casque sur les oreilles, un écran devant les yeux. Un eye tracker est calibré pour suivre sa pupille, des capteurs mesurent sa respiration, son rythme cardiaque et la réponse cutanée qui témoigneront de son niveau de stress. L'exercice débute.
On montre au jeune homme des stimuli émotionnels comme des sons désagréables ou des images effrayantes pendant que l'activité cérébrale est enregistrée par le scanner IRM. Antony sera également convié à faire une sieste, après laquelle l'activité de son cerveau sera à nouveau enregistrée pour mesurer l'effet de la sieste sur la trace en mémoire. Cette expérience tente de répondre aux questions suivantes : un repos diurne améliore-t-il la mémoire émotionnelle ? Quelles régions du cerveau sont mises enjeu pour cette mémorisation ? Quel stade du sommeil est important pour améliorer la mémoire émotionnelle ? Réponse à la fin de l'étude, dans quelques mois. Après la séance, Antony se relève un peu groggy. On lui ôte ses capteurs, et une autre étudiante prend sa place. Il est l'heure d'aller réveiller Pascal. On retrouve le jeune homme débarrassé de ses électrodes, qui a fort bien dormi, quarante-cinq minutes durant. «Il a fait du stade 1, a passé un long moment en stade 2 avec même un petit détour par le stade 3, le sommeil lent profond», se félicite Irina Pascal reprend sa place devant l'ordinateur et c'est reparti pour le jeu de Memory et d'association de mots. Irina tient le compte. Pour le test de mémoire spatiale, Pascal ne fait pas mieux que tout à l'heure. «Sa performance reste constante avant et après la sieste. Les autres sujets de notre étude ont des scores variables pour cette tâche. Nous devons donc tester encore plus de sujets pour aboutir à une conclusion quant au rôle de la sieste dans ce type de mémoire.» Question appartement de mots, en revanche, notre cobaye a progressé : «Il s'est amélioré, avec 11 paires de mots correctement mémorisées, 2 déplus que tout à l'heure. Cette amélioration nette de la mémoire déclarative se retrouve de manière consistante chez les autres sujets testés.»
Pascal peut rentrer chez lui, reposé. Nous reprenons le train pour Paris, fatigués. Absolument convaincus qu'il est grand temps de réhabiliter la sieste dans notre pays, pour que nos fonctions cognitives retrouvent leur pleine efficacité.


L'«effet hamac», somnifère naturel

Les bébés s'endorment plus facilement lorsqu'on les berce, certaines personnes ressentent une impérieuse envie de dormir dans un train en marche... Hypothèse : le mécanisme d'équilibre de notre corps, le système vestibulaire situé dans notre oreille interne, aurait une influence sur notre état de vigilance et donc sur l'endormissement. Est-ce qu'un balancement du dormeur pourrait améliorer son sommeil ? Pour le savoir, le laboratoire de neurologie et imagerie de la cognition de l'université de Genève a fait construire un lit à balancier. Après avoir déterminé le rythme le plus confortable, les chercheurs y ont fait dormir des volontaires. «Cette expérience simple et drôle peut paraître anecdotique, admet Laurence Bayer, chargée de recherche au laboratoire de neurobiologie des réseaux sensori moteurs (CNRS) de Paris-V, détachée à Genève, mais elle est très sérieuse. Nous étudions comment le système vestibulaire module les différents paramètres du sommeil, et son impact sur l'apprentissage et la consolidation de la mémoire». La jeune chercheuse a eu l'idée d'en savoir plus sur l'«effet hamac» car «il existe de fortes connexions neuronales entre le système vestibulaire et les centres cérébraux responsables de l'éveil, sans qu'on sache à quoi elles servent. Par ailleurs, une étude a montré que chez des prématurés, des stimulations à basse fréquence de l'oreille interne favorisaient le sommeil.» Neuf personnes ont déjà testé le lit-balançoire. Le résultat est significatif :
«Le bercement semble vraiment améliorer la qualité du sommeil.» Et l'endormissement ? «C'est moins net, car les volontaires sont perturbés par le système.» La chercheuse songe déjà à un bercement virtuel. «On pourrait reproduire l'effet du balancement sur le système vestibulaire en stimulant le nerf galvanique situé derrière l'oreille par une onde électrique.» Demain, qui sait, au lieu d'avaler un somnifère, on se coiffera d'un casque générateur d'ondes pour mieux s'endormir.