Savez-vous que la taille des pupilles de l’œil ne dépend pas seulement de la luminosité ? En effet, elle peut également varier selon l’humeur et les circonstances. Par exemple, elles se dilatent sous l’effet de l’attention ou de l’excitation et se contractent pendant les sentiments de fatigue ou d’endormissement. Des chercheurs de l’Université de Genève (UNIGE) viennent de découvrir que la taille des pupilles était directement liée à l’activité cérébrale pendant les différentes phases du sommeil. Ils ont mené des expériences sur des souris en mesurant le diamètre et les variations des pupilles grâce à un pupillomètre.

Lien entre l’activité cérébrale et les pupilles

• Pendant l’éveil

Pendant l’éveil, l’importance de l’activité cérébrale, généralement due à un état de vigilance, d’attention, de stress, d’émotion ou d’évènement imprévu, peut faire dilater les pupilles. Elle se contracte ensuite lorsque l’activité devient plus calme.

• Pendant le sommeil

Les scientifiques de l’UNIGE ont mesuré l’activité du cerveau endormi des souris puis l’ont comparé en temps réel avec la taille pupillaire. Cela leur a permis de constater que leurs pupilles étaient contractées au maximum pendant que les petits rongeurs dormaient d’un profond sommeil.

Plus les pupilles sont contractées, plus le sommeil est profond

Les chercheurs ont pu observer que le sommeil était découpé en plusieurs phases, une phase paradoxale pendant laquelle on rêve et une phase de sommeil profond. Ces expériences ont donc confirmé que les oscillations de l’activité cérébrale deviennent plus intenses lorsque la pupille est plus contractée, donc le sommeil est plus profond. À l’inverse, lorsqu’elle est dilatée, le sommeil est plus léger.

Comment les expériences ont été menées ?

Pour observer la taille des pupilles, les scientifiques ont utilisé des équipements high tech, dont un rayonnement infrarouge d’une diode de lumière. Placée derrière la tête de l’animal, ce dernier traverse et illumine la pupille « par l’intérieur ». Une caméra IR placée devant ses yeux filme ensuite les rayonnements. Le centre de l’iris apparaît alors comme un disque et peut être mesuré. Des électrodes enregistrent en même temps l’activité corticale de l’animal pendant que la souris dort.

Les chercheurs de l’UNIGE ont ensuite utilisé des gouttes similaires à l’atropine pour savoir en quoi le mécanisme oculaire était lié au cerveau. Ils ont versé quelques gouttes sur un seul œil d’une souris endormie puis dirigé un flash lumineux vers un de ses yeux à la fois. Ils ont alors remarqué que lorsque le flash illumine la pupille dilatée, la souris se réveille instantanément. Mais lorsque le flash est placé devant la pupille contractée, l’animal continue à dormir profondément.

Cette expérience a permis de conclure que la contraction des pupilles pendant la phase de sommeil profond permet au cerveau de se couper des éléments extérieurs et de se reposer sans dérangement afin de garantir la qualité du sommeil.