Une analyse par apprentissage automatique des ondes cérébrales enregistrées pendant le sommeil pourrait aider à identifier les personnes présentant un risque élevé de développer une démence, selon une étude menée par l’UC San Francisco et le Beth Israel Deaconess Medical Center de Boston.

L’étude a révélé que lorsque «l’âge cérébral» d’une personne, estimé à partir des signaux de sommeil utilisant l’EEG, dépassait son âge réel, le risque de démence augmentait.

Pour chaque augmentation de 10 ans de l’âge du cerveau par rapport à l’âge réel, le risque de démence augmente de près de 40 %. À l’inverse, si l’âge du cerveau était inférieur à l’âge réel, le risque de démence était plus faible.

L’étude est publiée dans Réseau JAMA ouvert le 19 mars.

Les chercheurs ont utilisé un modèle d’apprentissage automatique qui intègre 13 caractéristiques microstructurales des ondes cérébrales issues des enregistrements EEG. Les données provenaient d’environ 7 000 participants inscrits dans cinq études.

Les participants étaient âgés de 40 à 94 ans et aucun ne souffrait de démence au début de l’étude. Ils ont été suivis entre 3,5 et 17 ans, période pendant laquelle environ 1 000 participants ont développé ce trouble.

Les chercheurs ont découvert que l’analyse des modèles à échelle fine des ondes cérébrales pendant le sommeil fournissait des informations que les mesures conventionnelles du sommeil manquaient souvent. Des analyses groupées antérieures de plusieurs cohortes de participants n’ont trouvé aucun lien significatif entre le risque de démence et les mesures traditionnelles du sommeil, telles que le temps passé à différentes étapes du sommeil ou l’efficacité globale du sommeil.

« Les mesures générales du sommeil ne capturent pas pleinement la nature multidimensionnelle complexe de la physiologie du sommeil », a déclaré l’auteur principal Yue Leng, MBBS, PhD, professeur agrégé de psychiatrie à l’École de médecine UCSF.

Modèles d’ondes cérébrales liés à la santé cognitive

On sait que plusieurs schémas EEG du sommeil qui ont contribué au vieillissement du cerveau jouent un rôle dans la santé et la mémoire du cerveau. Il s’agit notamment des ondes delta, qui forment un modèle d’ondes roulantes associé au sommeil profond, et des fuseaux de sommeil – une activité cérébrale courte et rapide associée à la consolidation de la mémoire.

L’une des découvertes les plus notables était que des pics soudains et importants observés sur l’EEG, connus sous le nom d’aplatissement, étaient associés à un risque plus faible de démence.

Les chercheurs ont également découvert que la relation entre l’âge cérébral « plus avancé » et le risque de démence restait significative après avoir pris en compte des facteurs tels que l’éducation, le tabagisme, l’indice de masse corporelle et l’activité physique, ainsi que d’autres problèmes de santé et facteurs de risque génétiques.

Potentiel de détection précoce

Étant donné que les signaux EEG du sommeil peuvent être collectés de manière non invasive, les chercheurs ont déclaré que l’âge cérébral pourrait éventuellement aider à détecter le risque de démence dans des contextes non cliniques, par exemple en utilisant des technologies portables.

« L’âge cérébral est calculé à partir des ondes cérébrales du sommeil », a déclaré Leng. « Nous savons que l’activité cérébrale pendant le sommeil fournit une fenêtre mesurable sur la façon dont le cerveau vieillit. »

Les résultats soulèvent également la possibilité qu’une amélioration de la santé du sommeil puisse influencer le vieillissement cérébral. Leng a noté que des études antérieures avaient montré que le traitement des troubles du sommeil pouvait modifier les schémas d’ondes cérébrales liées au sommeil.

« Une meilleure gestion du corps, comme la réduction de l’indice de masse corporelle et l’augmentation de l’exercice physique pour réduire le risque d’apnée, peuvent avoir un impact », a déclaré le premier auteur Haoqi Sun, PhD, professeur adjoint de neurologie au centre médical Beth Israel Deaconess, qui a développé le modèle avec deux co-auteurs*. « Mais il n’existe pas de pilule magique pour améliorer la santé du cerveau. »