Les causes de la dépression ne sont encore que partiellement connues. Le cerveau est constitué de plusieurs milliards de neurones qui "communiquent" entre eux par l'intermédiaire de substances chimiques, les neurotransmetteurs. Lors d'une dépression, le fonctionnement de l'un ou plusieurs de ces neurotransmetteurs est altéré, générant ainsi une atteinte du fonctionnement des "circuits cérébraux". Parmi ceux-ci: la sérotonine, la noradrénaline, la dopamine.
Certaines modifications du fonctionnement cérébral lors du sommeil peuvent être mises en évidence par un examen appelé électroencéphalogramme du sommeil (ou polysomnographie ou plus simplement laboratoire du sommeil). Ces modifications peuvent être des "marqueurs" d'une dépression.
Grâce à certaines techniques radiologiques récentes (imagerie fonctionnelle), on a pu détecter chez les dépressifs une baisse d'activité dans les régions antérieures du cerveau (cortex préfrontal).
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