Sleep more to learn better! [with video]
Dormir plus pour apprendre plus ! faire défiler pour le texte en français.
“AMAZING BREAKTHROUGH!
Scientists have discovered a revolutionary new treatment that makes you live longer. It enhances your memory and makes you more creative. It makes you look more attractive. It keeps you slim and lowers food cravings. It protects you from cancer and dementia. It wards off colds and the flu. It lowers your risk of heart attacks and stroke, not to mention diabetes. You’ll even feel happier, less depressed, and less anxious. Are you interested?
Of course, the ad is not describing some miracle new tincture or a cure-all wonder drug, but rather the proven benefits of a full night of sleep. The evidence supporting these claims has been documented in more than 17,000 well-scrutinized scientific reports to date.”
This is an excerpt from the book Why we sleep by Matthew Walker.
All the quotes that follow in the article are from that book.
This book is of public interest! Everyone should know the science of sleep and its benefits! For those who are lazy to read, I put a video of a TED talk by Matthew Walker at the end of this article. Watch at least that!
I first heard of it during an interview Thom Yorke did for his album ANIMA. And if Thom Yorke says something is fucking amazing, I have to jump on it. So I did, and I was blown away by all I didn’t know about sleep and how fucking vital it is!
It is a big book, with a lot of information in it, some very technical, some less, but everything is fascinating. I wanted to write about it, first of all because as many people as possible should know the importance of sleep, but also because it is a good exercise for me to make sure I truly understood what I read. So here we go!
Being awake, what is that?
Before we talk about being asleep, let’s see what happens when we are awake.
If you measure my brainwaves while I go about my day, you will see that they are all over the place. I am (actually my brain is) busy taking in everything the world throws at me: things to see, to hear, to taste, to feel, to learn. I also use my brain power to do stuff: walk, talk, think, write this, etc.
During the day, our senses are always busy and our brain has little time to actually process the information it receives. Everything is stored into a kind of temporary location: the short term memory (in a part of the brain called the hippocampus if you want to get technical).
Now sleep, what is that?
Sleep is not the absence of wakefulness. Many amazing things happen in our brain and in our body when we sleep. Also let’s say it, it is vital: if I don’t sleep I die, if I don’t sleep enough, I live a short and less healthy life.
When I sleep, the brain waves slow down and synchronise. If you came to measure them when I’m asleep tonight, you would see beautiful sine waves. These very well organised waves have a very important role, I will talk more about it when I talk about deep sleep.
The body also relaxes, breathing and organ activity slows down, muscles loosen up, body temperature drops.
The sleep cycle
You probably heard of it so I will quickly go into it:
When we fall asleep we start by light sleep, for about 20 minutes. We are sleeping, but still easily awoken.
Then we go into deep sleep (also known as restorative sleep or NREM sleep). This is when we rest the best.
After about an hour of deep sleep, something strange starts to happen: we get into REM sleep. Our eyes start moving very fast behind our closed eyelids (which gave its name to that phase of sleep, REM for Rapid Eye Movement) and our brainwaves become very active again, even more active than when we are awake. This is why you might also have heard of paradoxical sleep: the brain looks like it is very much awake and super active, but the body is completely inert.
This is when we dream. You always dream during that phase, even if you don’t remember it (unless you drank alcohol, but that’s something I’ll get into later).
This lasts for about 15 minutes and completes a cycle of about 90 to 100 minutes, which will repeat several times during the night (if you sleep at night).
It is worth noting that the different cycles are not constant in their amount of deep and REM sleep. The first four hours of sleep are dominated by deep sleep and the last four by REM sleep with shorter periods of deep sleep.
This means that every part of the night serves a specific function and that if you shortcut your amount of sleep to let’s say only 6 hours, you will lose the specific types of benefits relative to the last two hours of sleep.
The circadian rhythm
(circa, meaning “around,” and dian, derivative of diam, meaning “day”)
It is our inner biological clock lasting 24 hours and determining the wake sleep rhythm. I will talk more about how it works later. For now I especially want to indicate that we don’t all have the same circadian rhythm. If you are a “morning person” for example it is probably because your inner clock is shifted towards morning, and if you are an “evening person” the opposite.
One part of the population having their circadian cycle completely shifted are adolescents. If an average adult will generally want to go to bed around 11 pm, an adolescent will not start to feel the signs of sleepiness before 1 am. This is how their brains are wired: they need to go to bed later and to wake up later.
I will explain this more into details later on also, but I think we all had that sensation of not being able to sleep at our parent’s imposed bedtime, and to struggle waking up in the morning when we were teenagers, no? Well it has a biological explanation!
It made me feel better to learn that.
Deep sleep (NREM sleep)
During deep sleep all the cells of our brain synchronize into nice regular waves. The main purpose of NREM sleep is to do the maintenance of the whole body. It is during that phase that the antibody activity is the strongest for example, which is the reason why when you are ill you feel better after sleeping. If you do sports you might also know that it is not during the effort that the muscles are getting formed, it is during sleep. You brain takes advantage of not being bothered by the outside world to take care of what he needs to do in the body.
It is also during deep sleep that the memory is consolidated, unloading the recent experiences from the short term memory (the hippocampus) to the long term memory.
Get more sleep, learn better!
Sleep the night before learning: clears the hippocampus and makes it available for all the new information you want to learn.
If you sleep too little before learning: you will start your learning or revision session with a short term memory still jammed with past memories, not allowing enough capacity for the new information. That’s the feeling you have when you read the same sentence over and over without being able to remember it.
Come on, I know you know what I’m talking about.
Sleep the night after learning: clicks the “save” button on those newly created files. In doing so, sleep protects newly acquired information, affording immunity against forgetting: an operation called consolidation.
If you sleep too little after learning: runs the risk of not consolidating all the newly acquired information in the long term memory. Worst, you risk overwriting that information with your new daily experiences: an operation called forgetting. And once the information is lost, it cannot be recovered!
You can’t get back lost sleep!
So yeah, sleeping 6 hours a day during the week and then 10 hours in the weekend is useless.
Remember that different part of the night offer different intensity of the different types of sleep. Meaning that if you skip some of it by shortening your night, you also skip on some of the benefits!
This also means that pulling an all-nighter when you are studying is the worst thing you can do! I’ve done it when I was a student, and yeah it’s brutal. It can kind of work if you study all night for an exam which is in the morning, because with some luck the information will still be in your short term memory (but that’s not a given!). But that information will quickly be lost, if I ask you to repeat the exam the next day you probably wouldn’t be able to remember anything.
“The recycle rate of a human being is around sixteen hours. After sixteen hours of being awake, the brain begins to fail. Humans need more than seven hours of sleep each night to maintain cognitive performance. After ten days of just seven hours of sleep, the brain is as dysfunctional as it would be after going without sleep for twenty-four hours. Three full nights of recovery sleep (i.e., more nights than a weekend) are insufficient to restore performance back to normal levels after a week of short sleeping. Finally, the human mind cannot accurately sense how sleep-deprived it is when sleep-deprived.”
So the good news is this: sleep as much as you need! It doesn’t make you lazy, it makes you healthy and smart!
Read more about the problem that lack of sleep causes in education.
This was a very shallow take on the topic, I would like to go deeper into some aspects later: how sleep straightens our skill memory, what is REM sleep and the meaning of dreams, how do we know if we are getting enough sleep and what happens if we don’t. I also want to explain the sleep cycle in more details, how our brain knows it’s time to sleep and talk about biphasic sleep, alcohol and coffee. Yeah, sleep is awesome!
And as promised, the video which summarizes all that very well:
activez les sous-titres (disponible en anglais et en français) vers là ⇧ (avec ce bouton : ⚙️)
Dormir plus pour apprendre plus !
« AVANCÉE EXTRAORDINAIRE !
Des scientifiques ont découvert un nouveau traitement révolutionnaire qui vous permet de vivre plus longtemps. Il améliore votre mémoire et vous rend plus créatif. Il vous rend plus beau. Il vous permet de garder votre ligne et diminue vos envies de nourriture. Il vous protège du cancer et de la démence. Il repousse les rhumes et les grippes. Il diminue les risques d’attaques cardiaques et d’AVC, sans parler du diabète. Vous vous sentirez plus heureux, moins déprimé, moins anxieux. Ca vous intéresse ?
Bien entendu, cette publicité ne décrit pas une nouvelle infusion ou un médicament qui guérit tout, mais plutôt les bénéfices prouvés d’une bonne et complète nuit de sommeil. Les preuves qui soutiennent ces affirmations sont documentées dans plus de 17 000 rapports scientifiques bien étudiés à ce jour. »
Ceci est un extrait du livre Pourquoi nous dormons de Matthew Walker.
Toutes les citations qui suivent dans cet article sont de ce livre, que j’ai lu en anglais et que j’ai traduit. Donc si vous le lisez en Français, vous trouverez surement des différences.
Ce livre est d’intérêt public ! Tout le monde devrait connaitre la science du sommeil et ses bénéfices ! Pour ceux qui ont la flemme de lire, je mets une vidéo du TED talk de Matthew Walker à la fin de cet article (avec les sous titres en français). Regardez au moins ça !
“Je suis obsédé par ce livre sur le sommeil, tu en as entendu parler ?
Il s’appel Pourquoi nous dormons. Il est putain de génial ! “
Thom Yorke
J’en ai entendu parler pour la première fois dans une interview de Thom Yorke pour son album ANIMA. Et si Thom Yorke dit que quelque chose est fucking amazing, je suis obligé de me jeter dessus. Donc c’est ce que j’ai fait et j’ai été sur le cul de découvrir à quel point j’étais ignorant sur le sommeil et à quel point c’est putain de vital !
C’est un gros livre, avec beaucoup d’information dedans, des passages très technique et d’autres moins, mais tout est fascinant. Je voulais écrire sur ce sujet, déjà par ce que le plus de monde possible devrait connaitre l’importance du sommeil, mais aussi par ce que c’est un bon exercice pour moi, pour m’assurer que j’ai vraiment compris ce que j’ai lu. Donc c’est partit !
Déjà, c’est quoi être éveillé ?
Avant qu’on parle de dormir, voyons ce qui se passe quand on est éveillé.
Si vous pouviez mesurer mes ondes cérébrales pendant que je vis ma vie, vous verriez qu’elles s’agitent dans tous les sens. Je suis (en fait mon cerveau est) occupé à capter tout ce que le monde m’envoie à la figure : des choses à voir, à entendre, à gouter, à ressentir, à apprendre. J’utilise aussi ma puissance cérébrale pour faire des trucs : marcher, parler, penser, écrire ceci, etc.
Pendant la journée, nos sens sont toujours occupés et notre cerveau n’a pas beaucoup de temps pour s’occuper de toutes les informations qu’il reçoit. Tout est stocké dans une sorte d’emplacement temporaire : la mémoire à court terme (dans une partie du cerveau qui s’appelle l’hippocampe si vous voulez être technique).
Et le sommeil alors, c’est quoi?
Dormir ce n’est pas ne pas être éveillé. Il se passe plein de choses formidables dans notre cerveau et dans notre corps quand on dort. Et puis c’est vital aussi, disons le : si on ne dort pas on meurt, si on ne dort pas assez, on vit moins longtemps et en moins bonne santé.
Quand on s’endort, les ondes cérébrales se calment et se synchronisent. Si vous veniez les mesurer cette nuit quand je dors, vous verriez de belles sinusoïdes. Ces ondes très organisées ont un rôle très important, j’en parlerais plus tard quand je parlerais de sommeil profond.
Le corps se détend aussi, la respiration et l’activité des organes ralentissent, les muscles se relâchent, la température corporelle baisse.
Le cycle du sommeil
Vous en avez probablement entendu parler, je vais donc en parler rapidement:
Quand on s’endort on commence par 20 minutes de sommeil léger environ. On dort, mais on peut facilement se faire réveiller.
On entre ensuite dans le sommeil profond (aussi appelé sommeil réparateur ou sommeil NREM). C’est là qu’on récupère le mieux.
Après environ une heure de sommeil profond, les choses étranges commencent : on entre dans le sommeil paradoxal. Nos yeux se mettent à bouger super vite derrière nos paupières fermées (ce qui a donné son nom à ce type de sommeil, REM pour Rapid Eye Movement, ou en français Mouvement oculaire rapide) et nos ondes cérébrales redeviennent très actives, encore plus actives que quand on est éveillé. C’est pour ça qu’on dit sommeil paradoxal : le cerveau semble être bien éveillé et super actif, mais le corps est complètement inerte.
C’est là qu’on rêve. On rêve tout le temps pendant cette phase, même si on ne s’en souvient pas (sauf si on a bu de l’alcool, mais j’y reviendrais).
Ca dure environ 15 minutes et ça complète un cycle d’environ 90 à 100 minutes, qui se répète plusieurs fois pendant la nuit (si vous dormez la nuit).
Il est important de noter que les différents cycles ne sont pas constants dans leur quantité de sommeil profond et paradoxal. Les quatre premières heures sont dominées par le sommeil profond et les quatre dernières par le sommeil paradoxal avec des périodes plus courtes de sommeil profond.
Ca veut dire que chaque partie de la nuit a une fonction spécifique et qui si vous coupez votre quantité de sommeil à disons 6 heures, vous perdrez les bénéfices spécifique aux deux dernières heures de sommeil.
Le rythme circadien
(du latin circa, « autour», et dies, « jour »)
C’est notre horloge interne qui dure 24h et qui détermine le rythme veille sommeil. Je parlerais plus en longueur de son fonctionnement plus tard. Pour le moment je veux surtout indiquer qu’on n’a pas tous le même rythme circadien. Si vous êtes « du matin » par exemple c’est surement que votre horloge interne est décalée vers le matin, et si vous êtes « du soir » l’inverse.
Une partie de la population qui ont leur rythme circadien complètement décalé sont les adolescents. Alors qu’un adulte moyen va généralement vouloir se coucher vers 23 heures, un adolescent ne commencera pas à sentir les signes de la fatigue avant 1 heure du matin. C’est comme ça qu’est branché leur cerveau : ils ont besoins de se coucher plus tard et de se lever plus tard.
J’expliquerais aussi ça un peu mieux plus tard, mais je pense qu’on a tous eu cette sensation de ne pas arriver à se coucher quand nos parents nous le disaient, et de galérer à se réveiller le matin quand on est ado, non ? Eh ben ça a une explication biologique !
Je me suis senti un peu mieux en apprenant ça.
Sommeil profond (NREM)
Pendant le sommeil profond toutes les cellules du cerveau se synchronisent en de belles ondes bien régulières. La raison d’être principale du sommeil réparateur est de faire de la maintenance dans tout le corps. C’est pendant cette phase que l’activité des anticorps est la plus importante par exemple, raison pour laquelle quand on est malade on se sent mieux après avoir bien dormis. Si vous faites du sport vous savez peut être que ce n’est pas pendant l’effort que les muscles se forment, c’est pendant le sommeil. Votre cerveau profite de ne plus être dérangé par le monde extérieur pour s’occuper de faire ce qu’il a à faire dans le corps.
C’est aussi pendant le sommeil profond que la mémoire est consolidée, en déchargeant les expériences récentes de la mémoire court terme (l’hippocampe) vers la mémoire long terme.
Dormez plus, apprenez mieux !
Dormez la nuit avant d’apprendre : vide l’hippocampe et le rend disponible pour toutes les nouvelles informations que vous voulez apprendre.
Si vous ne dormez pas assez avant d’apprendre : vous commencerez votre séance d’apprentissage ou de révision avec une mémoire court terme toujours remplie des expériences passées, ne permettant pas assez de capacité pour les nouvelles informations. C’est la sensation que vous avez quand vous lisez la même phrase plusieurs fois sans être capable de la retenir.
Je sais que vous savez de quoi je veux parler.
Dormez la nuit après apprendre : clique sur le bouton « sauvegarder » pour tous les nouveaux fichiers créés. C’est ainsi que le sommeil protège les informations nouvellement obtenues, permettant l’immunité contre l’oubli : une opération qui s’appelle la consolidation.
Si vous ne dormez pas assez après apprendre : vous risquez de ne pas consolider toutes les nouvelles informations obtenues dans la mémoire long terme. Pire, vous risquez d’écrire par-dessus ces informations avec vos nouvelles expériences quotidiennes : une opération qui s’appelle oublier. Et une fois que l’information est perdue, elles ne peut pas être récupérée !
On ne peut pas récupérer le sommeil perdu !
Donc voila, dormir 6 heures par jour pendant la semaine et 10 heures le weekend ne sert à rien.
Rappelez vous aussi que différentes parties de la nuit offrent différentes intensités des différents types de sommeil. Ca veut dire qui si on en saute en faisant une nuit trop courte, on perd les bénéfices associés !
Ca veut aussi dire que de faire des nuits blanches quand on étudie et la pire chose à faire ! Je l’ai fait quand j’étais étudiant, et ouai, c’est dur. Ca peut à peu près marcher si on étudie toute la nuit pour un examen qui est le matin, parce qu’avec un peu de chance l’information sera toujours dans la mémoire court terme (et encore c’est pas certain). Mais cette information va rapidement être perdue, si je vous demande de repasser l’examen le lendemain vous ne vous souviendriez probablement de rein.
« Le taux de récupération de l’être humain est de seize heures. Après seize heures d’éveille, le cerveau commence à mal fonctionner. Les humains ont besoin de plus de sept heures de sommeil chaque nuit pour maintenir leurs performances cognitives. Après dix jours de seulement sept heures de sommeil, le cerveau est aussi dysfonctionnel que si il n’avait pas dormis pendant 24 heures. Trois nuits complètes de sommeil récupérateur (i.e., plus de nuits que dans un weekend) sont insuffisantes pour restaurer les performances à un niveau normal après une semaine de sommeil trop court. Pour finir, l’esprit humain ne peut pas correctement ressentir à quel point il manque de sommeil quand il manque de sommeil. »
La bonne nouvelle est donc : dormez autant que vous avez besoin ! Ca ne fait pas de vous quelqu’un de fainéant, ça fait de vous quelqu’un d’intelligent et en bonne santé !
Lire plus sur le problème du manque de sommeil dans l’éducation.
C’était un traitement assez superficiel du sujet, je voudrais aller plus en détails plus tard : comment dormir consolide notre mémoire musculaire, qu’est ce que c’est que le sommeil paradoxal et le sens des rêves, comment on sait si on dort assez et ce qui se passe si non. Je voudrais aussi expliquer plus en détail comment notre cerveau sait qu’il il est l’heure de dormir, parler de sommeil bi-phasique, d’alcool et de café. Ouai, le sommeil c’est génial !
Et comme promis, la vidéo qui résume tout ça très bien (avec sous-titres en français) : voir plus haut.