Ce que révèle une grande étude cérébrale sur notre chronotype
Pendant longtemps, on a rangé les dormeurs en deux grandes classes: les « couche-tard » et les « lève-tôt ». Cette vision binaire est de plus en plus contestée par les neurosciences et la chronobiologie. Une vaste étude publiée en 2025 dans Nature Communications propose une cartographie beaucoup plus fine de nos rythmes biologiques : en s’appuyant sur l’imagerie cérébrale et les données de santé de plus de 27 000 adultes, les chercheurs identifient cinq sous‑types de chronotype, chacun associé à des profils comportementaux et médicaux distincts.
Pourquoi s’intéresser encore au « chronotype » ?
Le chronotype désigne le moment de la journée où nous sommes spontanément les plus éveillés ou les plus enclins à dormir, sur le rythme des 24 heures. On sait depuis des années que les chronotypes très tardifs sont plus exposés au risque de troubles métaboliques, de dépression ou de problèmes cardiovasculaires, mais les résultats restent hétérogènes d’une étude à l’autre. Plusieurs questions restent donc ouvertes :
- Tous les « couche‑tard » ont‑ils vraiment le même profil biologique et le même risque de santé ?
- Peut‑on repérer, dans le cerveau, des signatures propres à ces profils de sommeil ?
- Une classification plus fine permet‑elle d’envisager des recommandations plus personnalisées (travail, éclairage, prévention) ?
L’équipe dirigée par Le Zhou (Université McGill, Montréal) a tenté de répondre à ces questions en combinant imagerie cérébrale, intelligence artificielle et données cliniques massives issues du UK Biobank.
Objectifs de l’étude : mieux comprendre la dichotomie « lève‑tôt / couche‑tard »
Les auteurs posent deux objectifs principaux :
- Identifier des sous‑types « latents » de chronotype, sans se limiter aux catégories déclaratives classiques (matinal, intermédiaire, vespéral). Pour cela, ils cherchent des patterns de connexion cérébrale associés aux préférences de sommeil et d’éveil.
- Relier ces sous‑types à des profils comportementaux et de santé : humeur, habitudes de vie (tabac, alcool, activité physique), risques cardiovasculaires, symptômes dépressifs, traitements…
En filigrane, l’enjeu est de savoir si deux personnes « couche‑tard » sur le papier peuvent, en réalité, présenter des trajectoires de santé radicalement différentes, selon la « signature cérébrale » de son chronotype.
Méthodologie : big data, IRM et intelligence artificielle
Une cohorte de plus de 27 000 adultes
Les chercheurs exploitent les données de l’ UK Biobank, une grande cohorte britannique qui suit plus de 500 000 personnes depuis le milieu des années 2000. Pour cette étude, ils se concentrent sur environ 27 000 participants disposant à la fois de :
- données d’IRM cérébrale (structure et/ou connectivité),
- informations de chronotype auto‑rapporté (question du type « Êtes‑vous plutôt du matin ou du soir ? »),
- questionnaires et données de santé (tabac, alcool, activité physique, éducation, humeur, diagnostic et traitements).
Les auteurs mentionnent également des mesures objectives du sommeil par actimétrie dans certains sous‑échantillons, mais l’essentiel du travail repose sur la combinaison IRM + questionnaires.
Apprentissage non supervisé : laisser les données « parler »
Plutôt que de classer les individus selon des catégories de chronotype prédéfinies, l’équipe a utilisé des techniques d’IA et de machine learning,:
- extraction de marqueurs de structure ou de connectivité cérébrale (en particulier la substance blanche, dont l’intégrité est estimée par des mesures de diffusion),
- intégration de scores de chronotype, d’humeur et de comportement,
- utilisation d’algorithmes d’apprentissage par machine learning pour identifier des groupes « latents » de sujets partageant des profils similaires.
Ce type d’approche permet de découvrir des sous‑groupes qui n’auraient pas été visibles avec une simple dichotomie matin/soir.
Validation sur plusieurs plans
Les auteurs vérifient ensuite :
- la reproductibilité des profils dans différentes vagues de données de l’ UK Biobank (visite initiale, visite d’imagerie, etc.),
- la spécificité des sous‑types par rapport à des facteurs potentiellement confondants (sexe, âge, durée de sommeil, etc.),
- la robustesse des associations avec les indicateurs de santé (dépression, facteurs cardiovasculaires, comportements à risque).
Résultats principaux : cinq profils de chronotype au lieu de deux
Cinq sous‑types biologiques de chronotype
L’analyse met en évidence cinq sous‑types de chronotype distincts, caractérisés par des profils cérébraux, comportementaux et de santé différents. Les auteurs les relient à l’axe classique matin/soir :
- certains groupes correspondent plutôt à des « lève‑tôt »,
- d’autres à des «couche‑tard »,
- mais les liens avec la santé et le comportement varient largement d’un sous‑type à l’autre.
Plusieurs synthèses secondaires décrivent la structure générale des cinq profils qui complexifient la vue schématique du profil « couche‑tard à risque », versus profil « lève‑tôt protégé ».
Cela suggère que la simple question « Êtes‑vous du matin ou du soir ? » ne suffit pas à prédire la vulnérabilité en termes de santé d’un individu.
| Sous‑type (simplifié) | Orientation globale | Profil cérébral et comportemental décrit dans les synthèses | Risques de santé mis en avant |
| Sous‑type 1 | Plutôt couche‑tard | Bonne intégrité de la substance blanche, bonne régulation émotionnelle, temps de réaction rapides. | Peu de risques supplémentaires identifiés, malgré un chronotype tardif. |
| Sous‑type 2 | Couche‑tard | Intégrité de substance blanche plus faible, plus de tabagisme, moins d’activité physique. | Risque cardiovasculaire accru, plus de symptômes dépressifs, plus d’antidépresseurs. |
| Sous‑type 3 | Lève‑tôt | Associé à un niveau d’éducation élevé, non‑fumeur, consommation modérée d’alcool, peu de comportements à risque. | Moins de problèmes de santé et d’émotions, profil globalement favorable. |
| Sous‑type 4 | Lève‑tôt (majoritairement femmes) | Profil matin plus marqué chez les femmes. | Davantage de symptômes dépressifs, plus de prescriptions d’antidépresseurs. |
| Sous‑type 5 | Couche‑tard (majoritairement hommes) | Profil tardif plus fréquent chez les hommes, avec facteurs de risque. | Risques cardiovasculaires plus élevés. |
Des liens marqués avec la santé mentale
L’un des résultats forts est un lien plus subtil entre chronotype et santé mentale :
- un sous‑type de lève‑tôt, surtout féminin (sous‑type 4), présente davantage de symptômes dépressifs avec une utilisation accrue d’antidépresseurs, malgré une préférence matinale.
- à l’inverse, certains couche‑tard n’ont pas particulièrement plus de difficultés émotionnelles et montrent même une bonne gestion des émotions.
Facteurs cardiovasculaires et comportements à risque
Les auteurs observent aussi des différences nettes entre sous‑types concernant :
- le tabagisme, l’alcool, l’activité physique,
- les marqueurs de risque cardiovasculaire.
Un sous‑type de couche‑tard masculin se distingue par une prévalence plus élevée de facteurs cardiovasculaires et de comportements de santé défavorables. À l’inverse, un sous‑type de lève‑tôt est associé à un style de vie globalement plus sain et à un meilleur statut socio‑éducatif.
Que nous apprend cette étude sur le cerveau du sommeil ?
Des patterns cérébraux différents
L’étude montre que les cinq sous‑types se distinguent notamment par l’intégrité de la substance blanche, c’est‑à‑dire la qualité des grands faisceaux de fibres qui relient différentes régions du cerveau.
- Certains profils « favorables » (bonne régulation émotionnelle, peu de risques cardiovasculaires) présentent une meilleure intégrité de ces réseaux.
- D’autres, plus exposés aux troubles de l’humeur ou aux risques cardiovasculaires, présentent une intégrité plus faible de certaines voies.
Ces différences suggèrent que le chronotype n’est pas seulement une question d’horaires de coucher, mais qu’il reflète aussi des architectures cérébrales distinctes, probablement modulées par la génétique, le développement et l’environnement.
Chronotype : au croisement du biologique et du social
Les auteurs soulignent enfin que ces profils biologiques interagissent avec des facteurs socio‑comportementaux :
- éducation, type d’emploi, horaires de travail,
- exposition à la lumière, habitudes de loisirs,
- comportements de santé.
Deux individus avec un cerveau « programmée tardif » peuvent donc vivre des trajectoires très différentes selon qu’ils disposent d’horaires flexibles, d’un environnement respectueux de leur rythme ou, au contraire, d’une vie organisée à contre‑temps de leur horloge interne.
Limites et points de vigilance
Comme toute étude, celle‑ci a des limites qu’il est important de garder à l’esprit avant de tirer des conclusions cliniques.
Une cohorte spécifique et un design observationnel
Le UK Biobank est une cohorte volontaire, plutôt âgée (souvent 40–70 ans) et globalement en meilleure santé que la population générale. Cela peut limiter la généralisation à d’autres groupes (adolescents, travailleurs de nuit, populations non européennes, etc.).
De plus, le design est essentiellement observationnel : on observe des associations entre sous‑types cérébraux, chronotypes et santé, sans pouvoir conclure de façon certaine à un lien causal dans un sens unique. Les anomalies de substance blanche peuvent être cause, conséquence, ou simple marqueur partagé d’autres facteurs (stress, maladies vasculaires, mode de vie…).
Des mesures de sommeil encore imparfaites
L’étude utilise principalement :
- une seule question auto‑rapportée de chronotype,
- des données complémentaires (actimétrie, temps passé au lit) uniquement dans certains sous‑échantillons.
Cela reste plus grossier qu’un enregistrement polysomnographique ou qu’un suivi longitudinal détaillé des horaires de coucher et de lever. Les auteurs indiquent toutefois que la prise en compte de variables telles que la durée de sommeil n’a pas modifié de façon majeure les profils identifiés.
Pas encore un outil clinique « clé en main »
Même si l’approche est séduisante, il n’est pas réaliste — ni souhaitable — d’imaginer faire une IRM cérébrale à chacun pour déterminer son « sous‑type » de chronotype. L’intérêt principal de cette étude est d’améliorer notre compréhension des mécanismes sous‑jacents et de pointer la diversité des profils, plutôt que de proposer un test clinique immédiatement applicable.
