Les ondes lentes de l’éveil, sentinelles précoces de la maladie d’Alzheimer ?

Le sommeil et l’éveil ne sont pas deux états exclusifs l’un de l’autre : ils coexistent parfois. C’est le cas chez certains cétacés, comme le dauphin, dont la moitié du cerveau dort pendant que l’autre reste éveillée. Ce phénomène n’existe pas chez l’humain ; toutefois, lorsque nous sommes éveillés, de petites régions du cerveau peuvent, pendant une fraction de seconde, basculer dans un état qui ressemble au sommeil profond. L’électroencéphalogramme enregistre alors, à la surface du crâne, de petites ondes lentes.

Une utilité clinique des ondes lentes d’éveil ?

Leur origine reste mal comprise. Les chercheurs ont toutefois observé, chez l’animal comme chez l’humain, que ces ondes lentes se multiplient en cas de privation de sommeil. Leur survenue coïncide avec des fluctuations de l’attention et des erreurs observées lors de tâches cognitives, et, enfin, elles apparaissent plus fréquemment chez les personnes concernées par un trouble du déficit de l’attention avec ou sans hyperactivité (TDAH). 

Cela justifie d’en étudier l’expression chez des patients atteints de la maladie d’Alzheimer, qui présentent non seulement des problèmes de mémoire et des déficits attentionnels, mais aussi, bien souvent, des troubles du sommeil (éveils nocturnes, difficultés d’endormissement, somnolence diurne…). Or, le sommeil contribue, notamment grâce au système glymphatique, à l’élimination des déchets du cerveau – dont les protéines toxiques.

Une cohorte très précieuse 

Pour mieux comprendre la relation entre les ondes cérébrales lentes et l’installation de la maladie d’Alzheimer, les chercheurs se sont appuyés sur une ressource rare : la cohorte INSIGHT-preAD, réunie au sein de l’hôpital de la Pitié-Salpêtrière et constituée de 318 personnes âgées de 70 à 85 ans se plaignant de troubles de la mémoire.

« Lorsqu’ils sont recrutés au sein de la cohorte, les participants obtiennent des résultats parfaitement normaux aux tests cognitifs. Mais ils présentent aussi un déclin cognitif subjectif, c’est-à-dire une plainte et une inquiétude quant à la diminution de leurs performances mentales. Parmi cette population, certains développeront une démence, et d’autres non. D’où l’intérêt de les suivre à ce moment charnière pour comprendre quelles personnes sont réellement à risque », précise le chercheur. 

Les participants sélectionnés pour l’étude ont passé une batterie de tests lors de l’inclusion dans la cohorte, puis deux ans plus tard : des scans cérébraux TEP et IRM mesurant la présence de plaques amyloïdes et d’une éventuelle neurodégénérescence, des tests cognitifs et des enregistrements EEG à haute densité via des capteurs placés sur le cuir chevelu. 

Lire les signaux subtils de la maladie

Les résultats de l’étude indiquent que les personnes porteuses des marqueurs biologiques de la maladie, c’est-à-dire des plaques amyloïdes et une neurodégénérescence, produisent des ondes lentes de plus grande amplitude – surtout dans la région centro-pariétale, au sommet du crâne. 

« Il s’agit là d’une sorte de signature cérébrale de fatigue cognitive, qu’on observe d’ordinaire après un effort mental soutenu. Pourtant, les participants étaient au repos pendant l’examen ! Cela fait écho à la somnolence dont se plaignent les patients atteints d’Alzheimer », ajoute Pierre Champetier.

Le résultat le plus frappant survient deux ans plus tard. Chez les volontaires qui avaient très peu de plaques amyloïdes au début de l'étude, la présence d'ondes lentes amples au repos s'est révélée être un signal d'alarme : ce sont eux qui ont accumulé le plus de dépôts de protéines toxiques par la suite.   

Prédire la trajectoire clinique

L’équipe montre que l’amplitude des ondes lentes permet de prédire avec une précision raisonnable quelles personnes présentent un risque élevé de développer la maladie, mais aussi d’écarter celles dont les symptômes ne sont pas un signe précoce de démence – un enjeu également très important en consultation. 

La TEP et l’IRM restent les techniques les plus fiables pour repérer les futurs cas ; mais, contrairement à l’EEG, elles sont coûteuses, peu accessibles, et la TEP implique l’injection d’un traceur radioactif. Si la robustesse de ces résultats est confirmée par de futures études, on pourrait imaginer un scénario où un test EEG, réalisable presque partout, permettrait de détecter au plus tôt les patients à surveiller via des examens supplémentaires. 

Le repérage précoce aiderait ainsi les cliniciens à peser plus finement le rapport bénéfice/risque des nouveaux traitements anti-amyloïdes et à décider, au cas par cas, s'ils sont adaptés au patient.

Des mécanismes encore non élucidés

Si l’intérêt d’observer les ondes lentes d’éveil dans Alzheimer ne fait guère de doute, les chercheurs n’expliquent pas encore leur lien exact avec la maladie. Sont-elles le signe que le cortex cérébral est fragilisé par l’inflammation et l’accumulation de plaques amyloïdes, et « décroche » au cours de la journée ? S’agit-il d’un mécanisme compensatoire au cours duquel le cerveau tente continuellement de se reposer et de nettoyer les protéines toxiques ?

« Nous devrons poursuivre ces travaux pour mieux comprendre la dérégulation du sommeil dans la maladie d’Alzheimer, notamment chez des patients présentant une démence déjà installée, et pour mieux saisir l’origine des ondes lentes de l’éveil en général », conclut Pierre Champetier.