Critique des approches traditionnelle

L'article commence par mettre en avant une approche par privation de sommeil dans la majorité des études sur la fonction de celui-ci. Souvent les conséquences observées chez les organismes privées sont interprétées comme probables réponses permettant d'inférer la ou les fonctions du sommeil. Les auteurs critiquent ces conclusions en argumentant que ces conséquences ne révèlent pas nécessairement les fonctions "normales" du sommeil. Certaines conséquences pouvant résulter du protocole (par exemple le stress/lésions issue de la stimulation mécanique de l'organisme), plus généralement les processus physiologiques sont souvent interconnectés et une étude indique des mécanismes différents régulant le sommeil "naturel" du sommeil "réparateur" (réseaux neuronaux différents et génétiquement distinguable).

Autre approche proposée

En complément de ces critiques, les auteurs proposent une approche de la question par la phylogénie. Par cette approche, les auteurs souhaitent mettre en avant certaines fonctions semblant être conservées depuis l'état de sommeil ancestral, ainsi que des observations récentes de contrôle du sommeil par des tissues non neuronaux. Ces éléments sont interprétés comme indices d'une évolution originelle du sommeil comme état métabolique, servant des fonctions extérieurs au système nerveux.

Définition du sommeil

Les auteurs proposent trois critères clés pour définir le sommeil d'un point de vue comportemental. Une réduction de la réponse aux petits stimuli, une rapide réversibilité à l'état d'éveil si grand stimuli et une régulation homéostatique (une privation de sommeil entraine ensuite un sommeil plus long et/ou plus profond).
Après avoir fait une revue d'articles indiquant la présence de phase de sommeil dans divers organismes de moins en moins complexe, allant jusqu'à un organismes sans système nerveux centrale (cnidaire), les auteurs proposent une origine commune du sommeil, cette hypothèse étant la plus parcimonieuse.

Top-down Vs Bottom -up

Il est présenté que la pensée sur la régulation du sommeil a évoluée récemment suite à de nouvelles études. Il était pensé précédemment que le sommeil était contrôlé de manière top-down, le cerveau imposant à l'organisme le sommeil. Il a été montré que des réseaux neuronaux locaux peuvent se mettre en état de sommeil durant une période d'éveil pour l'organisme, induisant une perte d'efficacité pour le reste du réseau. Il peut être proposé qu'un sommeil global permet à l'organisme de récupérer complètement ces capacités optimales, et que le sommeil soit induit par un nombre suffisant de réseaux locaux en phase de sommeil. Ce dernier élément indiquerait un contrôle bottom-up et pourrait expliquer pourquoi le sommeil peut être détecté chez des organismes avec des réseaux neuronaux aussi peu développé que ceux des méduses.

Les neurones, essentiels au sommeil?

Les auteurs présentes des études indiquant le rôle de gènes codant pour des éléments musculaires. Leurs transcriptomes est visiblement relié au sommeil. Cette influence de tissues non-neuronaux soulève la question de la nécessité de neurones pour le sommeil.
Comme il est spéculé dans certaines études que le sommeil est induit/régulé par des mécanismes endocrines neuronaux, on peut se demander si des cellules produisant un signal endocrine ne pourrait pas induire un état de sommeil? Les auteurs spéculent que des études pourraient révéler des phases de sommeil chez des organismes sans neurones mais possédant des glandes secrétant des neuropeptides.

Les auteurs concluent notamment sur une origine qui semble remonter loin dans la phylogénie, et sur une probable modification de la définition du sommeil. Ce dernier point venant de rapprochement entre sommeil et métabolisme qui indique une forme et une origine beaucoup plus ancienne et profonde au sommeil que pensée jusqu'alors.

La review remet en question la pertinence des études passées sur le sommeil, principalement sur les biais que peuvent entrainer les protocoles de privation de sommeil. En remplacement/complément, les auteurs proposent une approche phylogénétique.

Une définition comportemental du sommeil est proposée, permettant une reconnaissance "simple" du sommeil, même chez des organismes peu complexe.

Après avoir présenté un contrôle bottom-up du sommeil au niveau des réseaux neuronaux locaux (une des principales hypothèses actuelles), les auteurs proposent une nouvelle hypothèse: comme certain tissues non-neuronaux auraient une influence sur le sommeil, on peut imaginer que les neurones ne soit pas nécessaire à l'émergence du sommeil.

Les auteurs proposent enfin de conduire les futures recherches sur l'ensemble des phylums, et sur des liens entre métabolisme et sommeil pouvant peut-être apporter une réponse à l'émergence première du sommeil, expliquant ainsi la sélection originel de celui-ci.