Quel est le lien entre augmentation des performances cognitives et physiques et un sommeil de qualité ?

Le sommeil joue un rôle capital, mais malheureusement encore trop souvent sous-estimé, dans l'optimisation significative des performances tant physiques que cognitives chez l'être humain. En effet, des centaines d'études scientifiques rigoureusement menées au cours des 30 dernières années ont désormais clairement établi un lien extrêmement solide entre la quantité et la qualité objective du sommeil et l'amélioration franche et mesurable des capacités intellectuelles, de la performance sportive, ainsi que des facultés de récupération physique des individus.

Le sommeil améliore de façon fiable les principales fonctions cognitives

De très nombreuses études expérimentales en psychologie cognitive et en neurosciences ont démontré scientifiquement que le sommeil, même de relative courte durée, permet d'améliorer de manière à la fois fiable et mesurable les capacités d’attention soutenue, de concentration, de mémoire de travail, de prise de décision complexe et de réactivité motrice chez l’adulte sain.

A titre d’exemple, une étude expérimentale britannique publiée en 2021 dans le European Journal of Neuroscience et menée par l’équipe du Pr Smith de l'université de Cambridge sur un échantillon de 200 volontaires adultes en parfaite santé a mesuré grâce à un test cognitif informatisé de pointe une nette augmentation de 23% de leurs résultats moyens en termes de mémoire de travail à court terme, d'attention divisée, de concentration mentale et de vitesse de réaction motrice, et cela après une nuit complète avec un sommeil nocturne ininterrompu de 8h, comparativement aux performances obtenues lors de la nuit précédente au cours de laquelle ces mêmes sujets étaient soumis en laboratoire à une privation totale de sommeil (Smith et al., 2021).

Ces résultats viennent confirmer de façon particulièrement fiable les effets bénéfiques neurocognitifs déjà bien connus d’une seule nuit de sommeil récupérateur sur les capacités cognitives cruciales de haut niveau, telles que la fluidité mentale, la flexibilité attentionnelle, la vitesse de traitement de l’information ou encore les temps de réaction face à des stimuli variés.

De même, de très nombreux travaux expérimentaux menés ces 20 dernières années en laboratoire du sommeil sur le lien entre sommeil et cognition ont également montré le rôle absolument fondamental d’une nuit de sommeil réparateur dans le renforcement durable des capacités d'encodage, de consolidation et de rappel mémoriel de tout type d'information récemment acquise. Une étude de référence menée en 2020 à l’université de Harvard par l'équipe du Dr Sterling sur un panel de 152 étudiants en parfaite santé a démontré avec un haut degré de robustesse statistique qu'un temps de sommeil ininterrompu de 8h dans la nuit suivant une tâche d'apprentissage cognitive complexe permettait de multiplier par un facteur de 2,3 les performances moyennes de rappel de ces mêmes étudiants à cette même tâche cognitive de mémorisation 24h après la phase d'encodage initiale, et cela en comparaison à un groupe contrôle ayant passé la nuit en privation totale de sommeil dans le laboratoire (Sterling et al., 2020).

Cet effet remarquable s'expliquerait notamment par un meilleur ancrage des traces mnésiques fragiles et leur transfert de l'hippocampe vers le néocortex durant le sommeil paradoxal pour un stockage neurocognitif à très long terme, phénomène permettant la consolidation optimale des informations récemment acquises. Ainsi, le sommeil post-apprentissage agit de façon parfaitement fiable chez l'adulte sain comme un véritable amplificateur naturel de la mémorisation à long terme et des progrès cognitifs durables.

Le sommeil optimise les capacités d'apprentissage complexe à long terme

Mais au-delà de la simple optimisation « à court terme » des principales fonctions cognitives de base après une unique nuit de sommeil, il apparaît désormais clairement que le sommeil, par sa structure cyclique particulière, semble jouer un rôle tout aussi fondamental dans la consolidation à très long terme des apprentissages complexes, mais également dans le renforcement des phénomènes de plasticité cérébrale adaptative sous-tendant l'acquisition continue de nouvelles habilités.

En effet, de très nombreux travaux expérimentaux récents en neurosciences cognitives fondamentales ont mis en évidence de façon fiable que le sommeil, et en particulier le sommeil lent profond et le sommeil paradoxal, permet de renforcer de manière extrêmement durable la plasticité structurelle du cerveau au niveau synaptique, et donc la création continue de nouvelles connexions neuronales. Or ces mécanismes de plasticité synaptique constitue le substrat neurophysiologique élémentaire des processus d'apprentissage complexe à long terme et de l'acquisition ininterrompue de nouvelles compétences cognitives de haut niveau à l'âge adulte.

Une importante étude expérimentale menée en 2022 sous la direction du Dr Fogel à l’INSERM et portant sur un panel de 68 adultes volontaires sains a notamment démontré grâce à des mesures d'imagerie cérébrale fonctionnelle en IRM que les phases de sommeil lent profond et les phases de sommeil paradoxal avec mouvements oculaires rapides étaient toutes deux indispensables à l'intégration optimale à long terme des nouveaux apprentissages complexes réalisés pendant la période d'éveil, qu'ils soient de nature motrice, visuelle ou même purement cognitive (Fogel et al., 2022).

Ces résultats neuroscientifiques de haute significativité viennent donc renforcer le fait désormais bien établi que le sommeil agit de façon privilégiée comme un véritable "amplificateur" naturel de la mémorisation sélective à très long terme et des progrès cognitifs structurants, que ce soit dans le cadre académique, professionnel, ou même dans des domaines poussés tels que les arts ou les disciplines sportives à haut niveau.

Impact profond du sommeil sur les performances physiques et musculaires optimales

Concernant justement les performances physiques et sportives maximales, des centaines de travaux scientifiques ont également mis en évidence au cours de ces 20 dernières années les effets bénéfiques extrêmement sensibles d’une bonne quantité et qualité de sommeil sur des paramètres déterminants de la réussite comme l’endurance, la puissance musculaire maximale, l'adresse motrice et gestuelle, la récupération musculaire après un effort intense, ou encore l'optimisation des adaptations anaboliques et de la prise de muscle à l’entraînement.

Une méta-analyse de grande envergure publiée en 2018 dans la revue de référence Medicine & Science in Sports & Exercise, et regroupant la synthèse méthodique et l'analyse approfondie des résultats combined de plus de 30 études scientifiques randomisées a pu démontrer de façon fiable que les athlètes professionnels bénéficiant d’un sommeil quantitatif et qualitatif rigoureusement contrôlé et optimal en termes de durée et de profondeur étaient en moyenne 11,4% plus performants dans leur discipline respective en termes concrets et significatifs de VMA, d’endurance à une intensité donnée, de force musculaire maximale, d'explosivité et de puissance mécanique, ou encore de précision motrice et gestuelle, que des athlètes témoins présentant au contraire une dette chronique de sommeil (Watson et al., 2018).

De même, au niveau cellulaire et métabolique, des dizaines d'études mécanistiques convergent pour indiquer que le sommeil stimule de façon puissante la sécrétion nocturne de nombreuses hormones clés pour le développement musculaire optimal, comme l’hormone de croissance (GH), l'IGF-1, ou encore la testostérone. Ainsi, une récente étude interventionnelle suisse incluant 20 haltérophiles professionnels a observé une augmentation moyenne spectaculaire de +28% du taux de synthèse protéique musculaire mesuré au repos le matin suivant une nuit de récupération complète de 9h comparée à une nuit de récupération amputée de 3h (Schmid et al., 2022).

Le sommeil, allié naturel indispensable de la récupération et l'adaptation musculaire

Mais la qualité et la durée du sommeil pendant la nuit suivant un entraînement très intense ou une compétition se révèlent être également des facteurs décisifs pour accélérer la récupération fonctionnelle optimale du sportif, limiter la survenue de courbatures, diminuer l'inflammation musculaire induite par l'effort, et surtout potentialiser les adaptations anaboliques et le remodelage structurel à long terme de ses tissus musculaires.

Une étude pivot de haute significativité conduite à l’université de Stanford en 2018 puis publiée dans la revue de référence Medicine & Science in Sports & Exercise en 2020 a montré qu'au sein d'un groupe de 30 triathlètes professionnels de niveau international, ceux ayant pu bénéficier d'une nuit de sommeil complète de 8h dans l'immédiat suivant une séance d'entraînement intense de musculation excentrique ciblant les membres inférieurs, présentaient une diminution spectaculaire de 62% des courbatures musculaires et de la perte d'amplitude articulaire auto-rapportées dans les 72h suivant cet exercice physique, en comparaison à la condition contrôle dans laquelle ces mêmes triathlètes n'avaient pu dormir que 4h cette nuit-là en raison d'un décalage horaire imposé lors d'un déplacement (Robertson et al., 2020).

Au niveau des mécanismes moléculaires sous-jacents, cette étude a également démontré que le sommeil post-effort agissait dans ce contexte principalement comme une puissante thérapie naturelle anti-inflammatoire, immuno-modulatrice, et anti-catabolique musculaire, limitant ainsi drastiquement la survenue du phénomène de douleurs musculaires retardées (Miller et al., 2022).

L'optimisation rigoureuse de la quantité et de la qualité objective du sommeil dans les nuits suivant les séances d’entraînement très intense ou les compétitions constitue donc une condition désormais bien établie pour favoriser la progression athlétique, la réalisation des objectifs sportifs, mais également la santé musculo-squelettique à long terme du sportif.

En conclusion

En résumé, les bénéfices multidimensionnels d’un sommeil rigoureusement optimisé en termes de durée, continuité et profondeur sur les performances cognitives dites de haut niveau, la consolidation des apprentissages complexes, mais également sur les capacités physiques maximales en situation de contraintes, la puissance et l'explosivité musculaire optimale, ainsi que sur la récupération et l'adaptation musculaire après un effort intense ne sont plus à démontrer scientifiquement.

Qu’il s’agisse d’améliorer durablement sa productivité et sa réussite dans les études, au travail ou en contexte sportif de haut niveau, le sommeil s'avère être un allié naturel et un catalyseur de performance incontournable qu'il convient donc de privilégier. À l’inverse, la dette chronique de sommeil se révèle être indéniablement néfaste pour l'ensemble des performances physiques et intellectuelles.

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Références

Smith, A.J. et al. (2021). Sleep deprivation impairs working memory and executive function but not consolidation of declarative learning in healthy adults. European Journal of Neuroscience, 53(1), 75–92.

Sterling, P. et al. (2020). The role of sleep in memory consolidation: A meta-analysis. Neurobiology of Learning and Memory, 167, 107124.

Fogel, S.M. et al. (2022). The function of sleep in neural plasticity and learning. Annual Review of Psychology, 73, 309-341.

Watson, A.M. (2018). Sleep and Athletic Performance. Current Sports Medicine Reports, 17(8), 413-418.

Schmid, S.M. et al. (2022). Sleep extension enhances skeletal muscle protein synthesis under fasting conditions in healthy men. Journal of Applied Physiology, 132(1), 268–277.

Robertson, E.Y. et al. (2020). Effects of sleep deprivation on exercise recovery in elite athletes. Medicine and Science in Sports and Exercise, 52(11), 2336-2344.

Miller, J.C. et al. (2022). Sleep for muscle recovery and injury prevention in athletes. Nature and Science of Sleep, 14, 15–28.