Forme ondulatoire cérébrale particulière, brève et de grande amplitude, rencontrée en phases de sommeil. Le complexe-K consiste en un pic électro-encéphalique négatif contribuant vraisemblablement à sauvegarder le sommeil en diminuant la réponse cérébrale aux stimulations.
Découverts en 1937 dans les laboratoires privés d’A. L. Loomis, les complexes-K se présentent sous la forme d’un pic de dépolarisation de grande amplitude, généralement supérieur à 100 microvolts, suivi par une repolarisation plus lente quelques 300 à 500 ms après, terminé par un nouveau petit pic négatif à 900 ms. L’ensemble est régulièrement suivi de train d’ondes Sigma, de brèves décharges de haute fréquence et de basse amplitude durant au moins une demi-seconde. Si les complexes-K occurent dans une large proportion du cortex cérébral, ils sont néanmoins prédominants dans le cortex frontal.
Les complexes-K s’observent périodiquement (toutes les 1 à 1 minutes 45s) lors du stade 2 de sommeil léger, mais se rencontrent également en réponse à une stimulation (externe, comme une pression sur la peau, un bruit bref, ou interne, comme une interruption inspiratoire). Les raisons de leur présence sont mal connues, mais l’analyse de celle-ci est cohérente avec une activité de sauvegarde du sommeil : chaque stimulation perceptible lors du sommeil est traitée superficiellement par le cerveau pour évaluer sa dangerosité (faut-il se réveiller ou non?). Le complexe-K s’observe lorsque, suite à une stimulation, le sommeil n’est pas interrompu. Ce pic de haut voltage semble donc inhiber temporairement les réactions normales de réveil, permettant ainsi au dormeur de ne pas être intempestivement réveillé par les stimuli inoffensifs.
Le passage du stade 2 de sommeil léger (ondes Thêta) au stade 3 de sommeil profond (ondes Delta) s’effectue généralement à la faveur de l’un de ces complexes-K, qui sert de transition. Certains auteurs suggèrent également l’idée selon laquelle les complexes-K interviendraient dans les processus de consolidation mémorielle (Cash, Halgren et al., 2009). En effet, lors de périodes d’éveil, des groupes neuronaux distincts sont activés dans un ordre précis, en fonction des stimulations externes et internes (activités cérébrales normales). Ces stimulations ont pour effet d’affermir les connections synaptiques sollicitées (phénomène de potentialisation à long terme). Lors du sommeil, la présence de complexes-K se traduit par une dépolarisation massive d’ensembles neuronaux, dont les neurones sollicités en journée. Cependant, lors de la phase de repolarisation, les connections synaptiques les plus fortes vont le plus vite reprendre leur activité. Ainsi, le complexe-K permet de revivre les dépolarisations les plus importantes de la période de veille : les groupes neuronaux activés pendant la journée dans un ordre précis et affermis, vont se “rallumer” dans le même ordre. Il a ainsi été montré que des rats dont l’activité EEG est enregistrée lors du parcours d’un labyrinthe, reproduisent littéralement cette activité électrique durant leur sommeil, comme s’ils revivaient cérébralement cet épisode.
Par le fait qu’ils peuvent résulter de stimulations externes pendant le sommeil, les complexes-K sont liés à plusieurs pathologies du sommeil : réveils fréquents, apnée du sommeil…
Cash, S.S., Halgren, E., Dehghani, N., et al. (2009). “Human K-Complex Represents an Isolated Cortical Down-State”. Science, 324:1084–87
