Horloge biologique
Tout organisme vivant est dans un état spécifique à chaque moment des 24 heures. Ainsi, les plantes, les bactéries, les insectes, etc., ont des périodes d'« activité » et des périodes de « repos ». Ces périodes sont organisées de manière cyclique par des systèmes biologiques complexes qu'on appelle « horloges biologiques ». Dans l'espèce humaine, cette organisation cyclique concerne un grand nombre de paramètres biologiques et comportementaux, notamment les périodes d'éveil et de sommeil, mais aussi la température corporelle, l'efficacité musculaire, certaines secrétions d'hormones (signaux chimiques envoyés dans la circulation sanguine), la prise alimentaire, l'humeur, la mémoire, etc. Ce réglage est réalisé par une zone précise du cerveau, le noyau suprachiasmatique, véritable horloge biologique qui permet en quelque sorte d'avoir, en dehors de tout repère extérieur, la notion des jours qui passent.
Contrôle du sommeil et de l'éveil
Tous les jours pratiquement à la même heure l'horloge biologique nous indique, quand c'est le moment de dormir ou de se réveiller.
Ainsi, le soir, bien avant l'heure habituelle du sommeil, l'horloge déclenche les mécanismes qui vont faciliter l'endormissement, c'est-à-dire la baisse de la température corporelle, le ralentissement du
rythme cardiaque et celui de tous les mécanismes du
cerveau qui stimulent l'éveil. Plus tard dans la soirée, l'horloge déclenche la sensation « d'avoir sommeil » : somnolence, yeux qui piquent, baisse d'énergie et du tonus musculaire, etc. En somme, elle nous signale que c'est le moment d'aller se coucher.
A l'inverse, vers la fin de la nuit, bien avant l'heure à laquelle nous nous réveillerons, l'horloge prépare l'organisme afin que ce réveil se produise dans de bonnes conditions. Il s'agit par exemple d'une augmentation progressive de la température du corps, de la fréquence cardiaque ou de la sécrétion du cortisol, une hormone qui augmente les capacités de réactivité aux différentes sollicitations extérieures.
Mise à l'heure chaque jour
Afin de pouvoir vivre sur un rythme régulier de 24 heures, l'horloge biologique personnelle est réglée chaque jour par les « synchroniseurs externes » (lumière, activité physique, véritables chefs d'orchestre qui ajustent l'horloge de chacun au même rythme. C'est un peu comme si un horloger venait chaque matin mettre notre horloge biologique à l'heure locale.
A chacun son horloge biologique
Celle-ci fonctionne sur une période différente de 24 heures, soit plus longue, soit plus courte, en moyenne 24 heures 10 minutes. Cette horloge personnelle a été découverte dans les années 1960-1970, lorsque des volontaires ont fait l'expérience de vivre à leur propre rythme, en dehors de tout repère temporel (ils étaient dans une grotte, isolés du monde extérieur, sans pendule, sans radio ni télévision, etc.). Depuis, on a bâti des installations, dans les laboratoires de recherche, qui permettent de vivre « hors du temps » (de véritables appartements dans lesquels on ne perçoit aucun signal de l'extérieur).
On constate ainsi que la majorité des personnes vivant sans repère temporel extérieur retardent chaque jour leurs horaires de sommeil en vivant des journées plus longues que 24 heures. Elles conservent néanmoins un rythme régulier d'éveil et de sommeil dans les mêmes proportions que celles de la vie normale, c'est-à-dire approximativement deux tiers du temps en éveil et un tiers du temps en sommeil. Leur rythme est par exemple de 25 heures 30, au cours desquelles elles restent éveillées pendant 17 heures d'affilée et dorment pendant 8 heures 30. On dit que leur rythme est en « libre cours » car il n'est plus calé sur les 24 heures du cycle terrestre.
Le rythme de l'horloge biologique est une caractéristique individuelle, différent d'une personne à l'autre. Hérité des parents (c'est une donnée génétique), il détermine pour chacun des horaires de sommeil qui ne correspondent pas exactement à ceux de la rotation de notre planète.
Le sommeil
En 1962, le spéléologue français Michel Siffre passe deux mois dans une grotte du sud de la France, tout seul et sans aucun repère temporel. Tous les jours, il envoie à son équipe en surface des informations concernant son activité : moment du lever, moments des repas, moment du coucher et de l'endormissement. Il ne reçoit aucune information concernant l'heure réelle et se règle donc sur sa propre estimation du temps. Les scientifiques qui étudient son rythme veille-sommeil constatent que Michel Siffre se « cale » sur des journées de 25 heures en moyenne.
Ainsi, quand il remonte à la surface, le 17 septembre 1962, il se croit le 20 août. Son horloge biologique, non synchronisée par des repères environnementaux, s'était mise à fonctionner en « libre cours » en se décalant chaque jour d'environ une heure.
Depuis, de nombreuses expériences « hors du temps » ont été réalisées et ont confirmé que le rythme de l'horloge biologique humaine est de 24 heures 30 à 25 heures. Ce sont les repères temporels de la vie courante qui synchronisent l'horloge biologique sur un rythme de 24 heures.