Cycle veille-sommeil et vulnérabilité cérébrale de la personne âgée : étude d'imagerie et d'actimétrie

Sleep-wake cycle and cerebral vulnerabilities in the elderly : actimetry and neuroimaging study

• Auteur / Autrice : Aurore Jouvencel
• Direction : Gwenaëlle Catheline
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 01/07/2024
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'École pratique des hautes études (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Établissement de préparation de la thèse : École pratique des hautes études (Paris ; 1868-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Neurosciences Cognitives et Intégratives d’Aquitaine (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Arthur Micoulaud-Franchi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gwenaëlle Catheline, Jean-Arthur Micoulaud-Franchi, Ysbrand Van Der Werf, Christina Schmidt, Mickaël Laisney, Séverine Sabia
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ysbrand Van Der Werf, Christina Schmidt

Mots clés

Mots clés contrôlés

Personnes âgées

Troubles du sommeil

Actimétrie

Cycle veille-sommeil

Sommeil

Mots clés libres

Irm

Sleep

Sleep-Wake cycle

Mri

Actimetry

Résumé

L'objectif principal de cette thèse était de déterminer comment les perturbations du cycle veille-sommeil et du sommeil peuvent constituer des facteurs de vulnérabilité cérébrale. Nous avons utilisé une combinaison de mesures écologiques du cycle veille-sommeil et de l'imagerie multimodale récoltées sur des cohortes de volontaires Français et Néerlandais afin d'appréhender de manière globale la relation entre le cycle veille-sommeil et la santé cérébrale.Nous avons d'abord montré la complémentarité des méthodes objective et subjective (actimétrie et PSQI) pour évaluer la qualité et la durée du sommeil dans un échantillon de 1440 participants de la Rotterdam Study. Alors qu'en moyenne, la qualité subjective du sommeil était bonne (3.5 ± 3.3), la qualité et la quantité objectives du sommeil étaient mauvaises avec une efficacité de sommeil de 76.0% ± 8.3 et une durée de 6h13 ± 0h54. En étudiant les liens entre la qualité de sommeil et la fréquence de vertiges auto-rapportée, nous avons pu observer qu'une mauvaise qualité subjective du sommeil était significativement liée à la prévalence des vertiges alors qu'aucun lien n'a été observé avec les mesures objectives du sommeil (Hoepel, Jouvencel et al., 2023).Puis nous avons démontré que la variabilité intra-individuelle de la qualité objective du sommeil de début de nuit était liée à une plus grande accumulation de protéines amyloïde béta dans le cerveau de sujets âgés sans trouble cognitif (Jouvencel et al., 2023). Ces résultats pourraient résulter d'une moindre efficacité de clairance du système glymphatique chez ces sujets au sommeil perturbé. Enfin, en évaluant l'évolution des paramètres actimétriques à sept ans d'écart, nous avons observé que la qualité du sommeil de personnes de plus de 70 ans reste stable alors que la qualité de leur cycle veille-sommeil se dégrade. De plus, nous avons observé que cette dégradation était liée à de plus petits volumes de l'hippocampe antérieur, structure particulièrement vulnérable dans le vieillissement (Jouvencel et al., en préparation). Par ailleurs, nous n'avons pas observé de lien entre la dégradation du cycle veille-sommeil et la connectivité structurelle et fonctionnelle de cette structure. Ainsi, la qualité du sommeil et du cycle veille-sommeil évolue de manière différentielle chez la personne âgée et ont des conséquences différentes sur la santé cérébrale au cours du vieillissement.

The main objective of this thesis was to determine how disturbances in the sleep-wake cycle and sleep can constitute factors of brain vulnerability. We used a combination of ecological measurements of the sleep-wake cycle and multimodal imaging collected from cohorts of French and Dutch volunteers in order to comprehensively understand the relationship between the sleep-wake cycle and brain health.We first showed the complementarity of objective and subjective methods (actimetry and PSQI) to assess the quality and duration of sleep in a sample of 1440 participants from the Rotterdam Study. While on average, subjective sleep quality was good (3.5 ± 3.3), objective sleep quality and quantity were poor with a sleep efficiency of 76.0% ± 8.3 and a duration of 6:13 ± 0:54. By studying the links between sleep quality and self-reported frequency of dizziness, we were able to observe that poor subjective sleep quality was significantly linked to the prevalence of dizziness while no link was observed with objective measures of sleep (Hoepel, Jouvencel et al., 2023).Then we demonstrated that intra-individual variability in the objective quality of sleep at the start of the night was linked to a greater accumulation of amyloid beta proteins in the brain of elderly subjects without cognitive disorders (Jouvencel et al., 2023). These results could result from a lower clearance efficiency of the glymphatic system in these subjects with disturbed sleep.Finally, by evaluating the evolution of actimetric parameters seven years apart, we observed that the quality of sleep of people over 70 years old remains stable while the quality of their sleep-wake cycle deteriorates. Furthermore, we observed that this degradation was linked to smaller volumes of the anterior hippocampus, a structure that is particularly vulnerable in aging (Jouvencel et al., in preparation). We did not observe a link between the degradation of the sleep-wake cycle and the structural and functional connectivity of this structure.Thus, the quality of sleep and the sleep-wake cycle evolve differentially in the elderly and have different consequences on brain health during aging.