Twiches, sommeil et cervelet

L’information proprioceptive provenant des muscles indique au cerveau l’état de tension du muscle (son tonus). Mais cette information est relativement lente (temps de conduction le long des neurones) et ne peut suffire. C’est pourquoi la nature nous a donné un autre moyen que l’on appelle « la copie d’efférence » ou « décharge corollaire » : chaque fois que le cerveau donne un ordre de contraction aux muscles, il envoie une copie de cette information au cervelet. Ce dernier est constamment en train de vérifier si les informations proprioceptives censées revenir lors du mouvement ordonné sont les mêmes que celles qui arrivent vraiment (temps de conduction plus rapide pour arriver au cervelet).  Si ce n’est pas le cas, alors le retour proprioceptif est analysé plus finement par le cerveau, ce qui permet de corriger les éventuelles erreurs. L’ article qui suit a pour but de partager avec vous des découvertes récentes qui permettent de comprendre comment, durant le sommeil des bébés, la proprioception permet au cervelet de se construire un référentiel du corps en mouvement, une cartographie proprioceptive, sur lequel il va pouvoir s’appuyer par la suite pour contrôler les mouvements. Une perturbation sévère du sommeil durant cette étape du développement pourrait avoir des conséquences délétères sur la maturation du cervelet aboutissant à des troubles du développement neurologique.

J’ai entendu parler pour la première fois des twiches, petites secousses apparaissant pendant le sommeil des bébés, dans un excellent reportage de la série documentaire Babies sur Netflix. J’avais été fascinée par les découvertes du Pr Mark Blumberg, Pr de Psychologie et des Sciences du cerveau, Université IOWA, USA. Celui-ci nous expliquait que pendant des centaines années, presque 1000 ans, nous avons cru que les petites  secousses que nous observons durant le sommeil des bébés étaient directement liées aux rêves du petit dormeur, par exemple qu’il donnait des coups de pied lorsqu’il rêvait d’être en train de courir. Ce phénomènte est très fréquent chez les bébés humains, comme chez les bébés animaux.

Ce chercheur a donc essayé de comprendre le rôle de ces « twiches » en mesurant précisément ces secousses et en cherchant la preuve d’activités cérébrales qui seraient reliées précisément au mouvement observé pendant le sommeil. Pour cela, les bébés sont coiffés avec un bonnet portant des électrodes permettant de mesurer leur activité cérébrale pendant qu’ils dorment. Ce chercheur s’est donc aperçu que lorsque le bébé trésaille dans son sommeil, il se passe un peu la même chose que dans un sous-marin quand tout le monde doit se taire pour tester le sonar. C’est la même chose : quand le bébé dort, il y a très peu d’activité cérébrale et soudain le bébé sursaute. C’est comme de tester un sonar. Le capitaine du sous-marin ne lance qu’un seul signal dans l’eau. Celui-ci créé un écho qui permet de capter ce qui se passe autour. Un peu comme le cerveau qui cartographie ainsi le corps et se demande : « qu’est ce qui se passe ? », « que font mes membres ? », « combien j’ai de muscles , », « comment sont-ils reliés les un aux autres ? ». Les chercheurs pensent que ces secousses permettent au cerveau de faire un état des lieux du corps, d’en savoir plus sur les muscles, sur la façon dont il contrôle les articulations, sur les rapports entre les différents muscles des membres. Une seule secousse peut déclencher l’activité de centaines ou milliers de neurones, c’est ce que révèlent les électroencéphalogrammes du bébé et c’est comme cela que le bébé apprend à connaître son corps. Pour le  Pr Mark Blumberg, c’est une preuve que ces secousses ne sont pas anodines dans le développement des bébés.

Vous pouvez regarder le passage concernant les twiches de la minute 25’09 » à la minute 31’25’de cette vidéo :

Ce sujet m’a d’autant plus interpellé qu’il y est question de secousses musculaires, de leur emprunte laissée dans notre cerveau, et donc, nous sommes bien évidemment au cœur de la proprioception et de la plasticité sensorimotrice.


J’ai entendu parler une deuxième fois des  twiches à l’occasion de la journée Sommeil et TND organisée par le GIS, lors d’une conférence passionnante du Pr Mohamed JABER, UMR 1084 – LNEC / Laboratoire de Neurosciences Expérimentales et Cliniques, Poitiers. Celui-ci nous a parlé de travaux balbutiants d’un intérêt majeur dans les TSA (Troubles du spectre autistique) et les TND (Troubles neurodéveloppementaux), dans lesquels le sommeil est très perturbé. Et force est pour moi de constater que ces travaux donnent de plus en plus de consistance à l’hypothèse proprioceptive des troubles des apprentissages.

Selon le Pr JABER, des publications très récentes (2020 et 2021) semblent indiquer que les secousses motrices durant le sommeil du nourisson sont à la base de l’apprentissage sensorimoteur. Ces mouvements vont apporter une contribution sensorielle qui est extrêmement importante pour le développement du système neurosensoriel. Ils vont lui apporter des retours sensorimoteurs, notamment les informations proprioceptiveprovenant des muscles, qui vont être d’une importance capitale pour le développement du cerveau.

Ces petites secousses durant le sommeil peuvent même être une mesure très sensible du développement sensorimoteur, elles sont ainsi un bon prédicteur d’anomalies dans l’autisme et potentiellement dans d’autres troubles du développement neurologique (TND).

Ces tics moteurs semblent être très importants pour le développement sensorimoteur, dans la relation de l’individu avec son propre corps, mais aussi avec l’environnement. Ces secousses motrices pendant le sommeil pourraient contribuer au processus par lequel la distinction entre le mouvement du soi et celui des autres est mis à jour, notamment dans le contexte d’une croissance rapide. Ces fonctions vont placer le cervelet, qui joue un rôle très important dans ces petites secousses, à un niveau central du développement sensorimoteur.

Il s’agit de milliers de contractions produites au cours de la petite enfance, dont le rôle serait de créer des stimuli convergents et répétés entre l’environnement et le cervelet en développement, participant ainsi au développement sensorimoteur.

Les fonctions du cervelet, région du cerveau la plus affectée chez les personnes avec autisme où il y a une hypoplasie du cervelet, sont les suivantes :

  • Motricité : Equilibre, coordination des mouvements, activité oculomotrice.
  • Cognition : Tâches procédurales, lecture, apprentissage, langage, communication, perception de l’environnement.
  • Emotion : régulation et perception

Les circuits cérébelleux se développent de manière extrêmement importante durant la période post-natale (les trois premiers mois chez l’humain). Il s’agit d’éliminer les synapses, les contacts entre les neurones, qui sont de trop, qui ne sont pas pertinents, pour construire les synapses que nous allons garder tout au long de notre vie et qui vont réguler les fonctions cérébelleuses, qu’elles soient motrices, cognitives ou émotionnelles. Les twiches vont jouer un rôle central dans ce processus de maturation.

  • La commande motrice de la jonction mésodiencéphalique (MDJ) envoyée au muscle produit un twitch.
  • Dans le même temps, une copie de cet ordre moteur est envoyée au cervelet .
  • La réafférence liée aux contraction, soit le retour proprioceptif, est transmise au cervelet.
  • Cette double décharge sensorimotrice convergente, vers le cervelet, va être à l’origine de la maturation des réseaux neuronaux. Elle permet d’aligner les signaux de prédiction et la rétroaction de manière topographiquement organisée, autrement dit, elle permet de mettre topographiquement en lien la commande motrice et la sensation ressentie en retour.
  • Les secousses motrice vont engendrer un retour sensorimoteur qui va participer très grandement à la maturation du cervelet et des fonctions associées. Ces fonctions seraient à la base de l’apprentissage sensorimoteur et peut-être de ses dysfonctionnements (?).

Selon le Pr JABERT, une hypothèse qui fait jour actuellement est donc que des interruptions des fonctions cérébelleuse pendant les périodes critiques du développement vont produire des cascades négatives au niveau de la communication entre le cervelet et le cortex et les processus cognitifs associés Et donc, une restriction ou une perturbation prolongée ou sévère du sommeil pendant les étapes du développement vont avoir des conséquences cérébelleuses précoces importantes, se traduisant par des pathologies.

Pour voir la conférence (clic sur l’image) :


Or, le questionnaire d’orientation diagnostic du SDP comporte depuis longtemps de nombreuses questions concernant le sommeil et on observe maintenant que ce qui différentie les enfants dys des non dys, ce sont les troubles du sommeil. La dysperception orale, le mauvais fonctionnement de l’arc réflexe diaphragme/pharynx pendant la nuit, peuvent même aboutir à un SARVAS (Syndrome d’Augmentation de Résistance des Voies Aériennes Supérieures) chez ces enfants. Le SARVAS, quand il survient, provoque des micro-réveils au niveau cérébral. On peut donc se demander si ces perturbations du sommeil, quand elles arrivent de manière répétée et précoce dans la vie de l’enfant, ne pourraient pas avoir des conséquences sur le développement du cervelet et être à l’origine des dys de l’enfant.

Crédit : Image par Ben Kerckx de Pixabay 

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