Comme son nom à l’origine pour l’apparition ostensiblement contradictoire de mouvements oculaires rapides et d’une activité corticale rapide à basse tension pendant le sommeil comportemental, sommeil paradoxal ou sommeil à mouvement oculaire rapide, représente un troisième état distinct, en plus du réveil et du sommeil à ondes lentes, chez les mammifères et les oiseaux. C’est un état généré en interne d’activation centrale tonique et phasique intense qui est contemporain de l’inhibition de l’entrée sensorielle et de la sortie motrice. Dans les premières études, il a été établi que l’état de sommeil paradoxal était généré dans le tronc cérébral, et en particulier dans les pons. Des études pharmacologiques ont indiqué un rôle important de l’acétylcholine en tant que neurotransmetteur dans la génération de cet état. Les injections locales d’agonistes cholinergiques dans le tégmentum pontin ont déclenché un état de sommeil paradoxal marqué par des pics ponto-géniculo-occipitaux phasiques en association avec une activation corticale et une atonie du muscle du cou. Suite à l’identification immunohistochimique des neurones contenant de la choline acétyl transférase et à leur localisation dans le tégmentum ponto-mésencéphalique dorsolatéral, des lésions neurotoxiques de ce groupe de cellules cholinergiques majeur ont pu être réalisées pour évaluer son importance dans le sommeil paradoxal. La destruction de la majorité des cellules cholinergiques, qui sont concentrées dans les noyaux tegmentaux latérodorsaux et pédonculopontines, mais qui s’étendent également dans le locus coeruleus et les noyaux parabrachiaux chez le chat, a entraîné une perte ou une diminution de l’état de sommeil paradoxal, des pointes ponto-géniculo-occipitales et une atonie du muscle du cou. Ces déficits ont été corrélés avec la perte de neurones immunoréactifs de la choline acétyltransférase dans la région, de manière à corroborer les résultats d’études pharmacologiques et d’études d’enregistrement unitaire indiquant un rôle actif de ces cellules cholinergiques dans la génération du sommeil paradoxal et de ses composants. Ces cellules fournissent une innervation cholinergique à l’ensemble de la formation réticulaire du tronc cérébral qui peut être critique dans la génération de l’état qui implique le recrutement de populations massives de neurones réticulaires. Des projections ascendantes majeures dans le thalamus, y compris le géniculé latéral, peuvent fournir les moyens par lesquels l’activation phasique (y compris les pointes ponto-géniculo-occipitales) et tonique est communiquée en partie au cortex cérébral. Des projections descendantes à travers le tégmentum pontin dorsolatéral caudal et dans la formation réticulaire médullaire médiale peuvent être impliquées dans l’initiation de l’inhibition sensorimotrice. Bien qu’il semble que les neurones cholinergiques pontomésencéphaliques jouent un rôle important et actif dans la génération du sommeil paradoxal, ce rôle peut être conditionnel à l’inactivité simultanée des neurones noradrénaline et sérotoninergiques, dont les preuves proviennent d’études pharmacologiques et d’enregistrement.(RÉSUMÉ TRONQUÉ À 400 MOTS)