Ils se retirent dans leur terrier pendant l’hiver et réapparaissent au printemps. Difficile, en imaginant cette vie, de ne pas se dire : « Ce serait agréable de dormir pendant des mois. » Pourtant, l’étude de l’hibernation révèle des phénomènes qui cadrent mal avec l’image d’une très longue sieste. Le sommeil peut, par exemple, réapparaître après que l’animal a retrouvé sa température corporelle habituelle.
La clé se trouve moins dans le temps passé à dormir que dans l’énergie consommée par l’organisme. Pour traverser une saison où la nourriture se fait rare, les animaux qui hibernent modifient profondément la régulation de leur métabolisme et de leur température corporelle. Comparer les ours aux petits mammifères montre qu’il existe plusieurs façons de s’y prendre.
Que faut-il mesurer pour distinguer le sommeil d’un ralentissement du métabolisme ?
Un animal immobile, les yeux fermés, ne révèle pas à lui seul l’état de son organisme. Les chercheurs qui étudient le sommeil utilisent notamment l’électroencéphalogramme pour distinguer le sommeil paradoxal du sommeil non paradoxal. Dans les recherches sur l’hibernation, le métabolisme estimé à partir de la consommation d’oxygène, la température corporelle et la fréquence cardiaque occupent une place importante.
La « torpeur », un état lié à l’hibernation, correspond à une baisse régulée du métabolisme, de la température corporelle et d’autres fonctions. La torpeur quotidienne peut durer quelques heures, puis laisser place à l’activité ou à la recherche de nourriture. L’hibernation, elle, comporte des épisodes de torpeur répétés qui peuvent se prolonger plusieurs jours ou plusieurs semaines.[1]
On peut comparer le sommeil habituel et l’hibernation à deux bâtiments portant le même panneau « fermé », mais dont les équipements fonctionnent différemment. Pendant l’hibernation, c’est le rythme même de la consommation d’énergie qui change fortement. Les mécanismes de régulation restent actifs : le courant n’est pas coupé.
Pourquoi les animaux se réchauffent-ils au cours de l’hibernation ?
Après une période de métabolisme réduit, de nombreux petits animaux hibernants ramènent temporairement leur température corporelle dans sa plage habituelle. Ils traversent ainsi l’hiver en alternant torpeur et réchauffements. Leur parcours ne se résume donc pas à « s’endormir à l’automne et se réveiller au printemps ».[1][2]
Une question se pose alors : s’il s’agit d’économiser de l’énergie, pourquoi en dépenser pour se réchauffer ?
Le retour à une température corporelle normale a un coût énergétique. Les fonctions de ces réchauffements périodiques, y compris leurs liens avec le sommeil, font l’objet de recherches, mais aucune explication unique valable pour toutes les espèces n’a été établie.[1][2] Imaginer un « redémarrage régulier » aide à se représenter le phénomène, sans pour autant en expliquer la raison. L’hibernation est un processus complexe qui concilie économie d’énergie et maintien des fonctions physiologiques nécessaires.
Comment les ours passent-ils l’hiver sans beaucoup se refroidir ?
Certaines petites espèces hibernantes abaissent considérablement leur température corporelle pendant la torpeur. Les ours se refroidissent-ils autant ?
Dans une étude de 2011 consacrée à l’ours noir d’Amérique, le métabolisme pendant l’hibernation était ramené à environ 25 % du métabolisme de base, tandis que la température corporelle était régulée entre 30 et 36 °C selon des cycles de plusieurs jours.[6] La distinction est importante : le métabolisme atteignait environ le quart de sa valeur basale, et ne baissait pas simplement de 25 %.
Cette combinaison montre que la température corporelle ne suffit pas à mesurer l’ampleur des économies d’énergie. Refroidir un organisme ne le fait pas non plus entrer automatiquement en hibernation. Les ours étudiés conservaient une température relativement élevée tout en réduisant fortement leur dépense énergétique.
Ces chiffres ont été obtenus pour une espèce donnée, dans des conditions de recherche précises. Plutôt que d’en faire des valeurs communes à tous les ours ou à tous les animaux hibernants, on peut y voir un exemple concret de la diversité des stratégies d’hibernation.
Peut-on avoir besoin de dormir après avoir hiberné ?
Le lien entre torpeur et sommeil est plus complexe que ne le laisse penser l’immobilité apparente dans les deux états. Une étude de 2019 sur le microcèbe gris a examiné l’activité électrique cérébrale pendant la torpeur quotidienne et après celle-ci. Elle portait sur six mâles en captivité, comparés dans des conditions où la température ambiante était d’environ 25 °C ou de 10 °C.[3]
À environ 25 °C, du sommeil non paradoxal et du sommeil paradoxal étaient observés pendant la torpeur. Dans les conditions ambiantes plus froides, lorsque la température corporelle descendait sous environ 21 °C, les formes habituelles de sommeil non paradoxal et paradoxal diminuaient fortement ou n’étaient plus observées. Après la torpeur, les chercheurs constataient aussi une augmentation des ondes delta, associées à la profondeur du sommeil non paradoxal.[3]
Ces résultats indiquent que le temps passé à basse température corporelle ne peut pas être compté tel quel comme du sommeil ordinaire. L’étude concernait toutefois la torpeur quotidienne d’un primate bien précis. Il serait prématuré d’en conclure que « plus un animal hiberne, plus il manque de sommeil ». La façon dont le sommeil se manifeste varie selon l’espèce, la température corporelle et la profondeur de la torpeur.[2][3]
« Après tout ce repos, pourquoi dormir encore ? » Cette question permet de découvrir que le repos recouvre plusieurs états physiologiques.
La somnolence et la baisse de moral en hiver sont-elles aussi une forme d’hibernation ?
Quand on a sommeil en hiver ou que sortir de chez soi demande un effort, on peut avoir envie de dire : « Moi aussi, je voudrais hiberner. » L’expression traduit bien un ressenti. Elle ne permet cependant pas d’expliquer les troubles saisonniers humains par le même mécanisme que l’hibernation animale.
L’Institut national de la santé mentale des États-Unis (NIMH) décrit le trouble affectif saisonnier comme une forme de dépression qui revient selon un rythme lié aux saisons. Dans sa forme hivernale, il peut s’accompagner, en plus d’une humeur dépressive, d’un sommeil excessif, d’une augmentation de l’appétit avec une envie marquée de glucides, d’une prise de poids et d’un retrait social.[5]
Avoir davantage sommeil en hiver ne suffit pas, à lui seul, à déterminer s’il s’agit d’un trouble affectif saisonnier. Le rôle de l’horloge biologique, de la mélatonine et d’autres mécanismes liés aux variations de lumière naturelle en hiver est étudié. Cela ne permet pas d’affirmer que « le corps anticipe une pénurie de nourriture et commence à hiberner ».[5]
Si la baisse de moral ou une somnolence importante persistent et perturbent le travail, les études ou la vie quotidienne, il est utile de consulter un professionnel de santé sans attendre le printemps. Pour décrire la situation, on peut préciser quand les difficultés ont commencé, comment le sommeil et l’appétit ont évolué, et si cela s’est déjà produit à la même saison les années précédentes. Le trouble affectif saisonnier peut être traité notamment par la luminothérapie, la psychothérapie ou des médicaments.[5]
La technologie permettra-t-elle aux humains d’hiberner ?
Reproduire artificiellement l’état d’économie d’énergie de certains animaux pourrait avoir des applications en médecine ou dans les vols spatiaux. Des recherches explorent cette possibilité.
En 2023, des chercheurs ont stimulé par ultrasons l’aire préoptique de l’hypothalamus, une région du cerveau, afin d’induire chez la souris un état semblable à la torpeur, avec une baisse de la température corporelle et du métabolisme. Un dispositif ajustant la stimulation en fonction de la température corporelle mesurée a permis de maintenir cet état pendant plus de 24 heures. Une baisse de température corporelle a également été rapportée chez le rat, qui ne présente normalement pas de torpeur.[4]
Ces expériences concernent des rongeurs placés dans des conditions de laboratoire. Elles n’ont pas abouti à un appareil permettant aux humains de dormir tout l’hiver. Pour apprécier l’intérêt et la portée de ces résultats, il faut les replacer dans leur objectif : comprendre quels circuits neuronaux participent à la régulation du métabolisme et ce qu’il faudrait pour intervenir sur eux en toute sécurité.
Pour comprendre l’hibernation, regardons le « rythme du temps » à l’intérieur du corps
Vu de l’extérieur du terrier, un animal qui hiberne semble ne rien faire. À l’intérieur, pourtant, son métabolisme ralentit, sa température est régulée, son corps se réchauffe parfois et ses états de sommeil changent.
À la question « combien d’heures a-t-il dormi ? », on peut ajouter : « combien d’énergie a-t-il consommée pendant ce temps, et dans quel état physiologique se trouvait-il ? » L’hibernation prend alors une autre dimension. Le rapport entre température et métabolisme chez les ours, l’activité cérébrale après la torpeur, le coût énergétique du réchauffement : derrière l’immobilité se cache une régulation fine qui permet de passer l’hiver.
Pour nos propres difficultés hivernales, nous pouvons apprécier la comparaison avec les animaux tout en observant concrètement les changements de notre sommeil et de notre humeur. Distinguer ces deux approches permet de préserver à la fois la curiosité pour le vivant et l’attention portée aux soins dont nous pouvons avoir besoin.
Références (6)
[1] Ruf & Geiser (2015), Daily torpor and hibernation in birds and mammals. Article de synthèse comparant la torpeur quotidienne et l’hibernation. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4351926/
[2] Heller & Ruby (2004), Sleep and circadian rhythms in mammalian torpor. Article de synthèse sur les liens entre sommeil et torpeur. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14977404/
[3] Royo et al. (2019), Daily Torpor and Sleep in a Non-human Primate, the Gray Mouse Lemur (Microcebus murinus). Étude originale reposant sur des mesures électroencéphalographiques. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6768945/
[4] Yang et al. (2023), Induction of a torpor-like hypothermic and hypometabolic state in rodents by ultrasound. Étude originale menée sur des rongeurs. https://www.nature.com/articles/s42255-023-00804-z
[5] NIMH, Seasonal Affective Disorder. Présentation officielle du trouble affectif saisonnier. https://www.nimh.nih.gov/health/publications/seasonal-affective-disorder
[6] Tøien et al. (2011), Hibernation in black bears: independence of metabolic suppression from body temperature. Étude originale sur l’ours noir d’Amérique. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21330544/
