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Les animaux nocturnes
ont aussi des rythmes circadiens, même s’ils
sont actifs la nuit et se reposent le jour. Les coquerelles
sont par exemple de très bons modèles pour
la recherche sur les rythmes circadiens parce que leur activité peut être
facilement enregistrée et que leur système
nerveux est relativement simple et de bonne taille. |
Chez les souris, le
rythme autonome en
isolement temporel est d’environ 23,5 heures,
chez les hamsters proche de 24 heures, et chez l’homme
de 24,2 à 25,5 heures, selon les études. Cette
durée est donc déterminée génétiquement
par l’horloge
moléculaire de chaque espèce.
D’ailleurs, une mutation sur un seul des nombreux gènes
qui y participent peut modifier cette durée. |
Le
décalage horaire et le
travail de nuit sont des conditions
très particulières où nos rythmes
circadiens se retrouvent soudainement déphasés.
C’est un phénomène de même
nature qui se produit avec le changement des saisons,
quoique sur une période de temps beaucoup plus
longue.
En effet, des contraintes familiales où professionnelles
amènent les gens à se lever toujours à
peu près à la même heure, contrairement
à l’heure du coucher qui est plus variable.
Or avec les saisons, l’heure du début et de
la fin du jour varie considérablement, ce qui produit
une impression de décalage pour le corps qui, lui,
se lève toujours à la même heure. C’est
pourquoi la
dépression saisonnière, qui
affecte les gens des pays nordiques aux journées
très courtes en hiver, pourrait être lié à
ce décalage de notre horloge circadienne.
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Notre environnement naturel est fait
de rythmes et d’événements
cycliques dont l’origine ultime remonte à l’agencement
particulier de notre système solaire. Ainsi, températures
et précipitations fluctuent au rythme des saisons. Celles-ci
découlent de la révolution annuelle de la terre autour
de soleil et de l’inclinaison de l’axe de rotation de
la terre sur elle-même.
D’autres phénomènes,
comme les marées, dépendent de la révolution
mensuelle de la lune autour de la terre.
Sans parler évidemment de l’alternance
du jour et de la nuit causée par la rotation de la terre
sur elle-même en 24 heures.
Le
cerveau ayant évolué dans cet environnement cyclique depuis
toujours, il s’y est adapté
de multiples façons. Le plus évident est le
cycle éveil sommeil qui suit celui de l’alternance
du jour et de la nuit. Mais il peut aussi orchestrer des
comportements cycliques sur de longues périodes, comme l’hibernation par
exemple. Ou sur des périodes beaucoup plus courte
que la journée, comme le cycle respiratoire. Le
cortex cérébral lui-même présente
des rythmes qui ont des périodes encore plus courtes
pouvant atteindre des dizaines de cycles par seconde.
Les rythmes sont donc omniprésents dans le système
nerveux des mammifères allant de presque 100 fois par seconde
(ou 100 Hertz) pour les
EEG corticaux à une seule fois dans l’année
(ou 0,00000003 Hz !) pour de nombreux comportements saisonniers
tels que l’accouplement du cerf à l’automne,
l’hibernation, etc.
L’étude de ces rythmes biologiques dans l’organisme
porte un nom : la chronobiologie. En attirant
l’attention sur la dimension temporelle de nos activités
physiologiques et psychologiques, la chronobiologie a permis de
mieux comprendre plusieurs phénomènes, entres autres
pourquoi certains
médicaments sont plus efficaces lorsqu’ils sont pris à des
moments particuliers de la journée.
La chronobiologie nous parle de rythmes ou de cycles, c’est-à-dire
de phénomènes qui passent par un sommet et un creux
au cours d’une certaine période. Comme on l’a
dit, la durée de cette période peut varier grandement. Voilà pourquoi
on classe généralement les rythmes biologiques en
trois grandes catégories selon leur période,
soit l'intervalle de temps séparant deux pics ou deux creux
au cours d’un cycle.
 En
1729, le physicien français Jacques d’Ortous
de Mairan a observé que le mimosa "savait"
quand il faisait jour (feuilles ouvertes) et quand il faisait
nuit (feuilles fermées) et ce, même enfermé dans
un carton hermétique où
ne passe pas la lumière. Cette plante n’était
donc pas sensible au soleil mais à une horloge biologique
interne. On sait aujourd’hui que la plupart des êtres
vivants ont leur propre horloge biologique.
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